O ser humano vem provocando mudanças no clima, por meio da transformação da natureza, seja para sua ocupação do espaço, sejam para desenvolver suas atividades. Na medida em que o homem se concentra em determinadas áreas, a pressão sobre os condicionantes naturais aumenta. As cidades constituem um dos melhores exemplos da concentração de pessoas e atividades em um mesmo lugar e também da intensa interferência do homem no ambiente. As mudanças ambientais provocadas pelas ações antrópicas geram consequências a ponto de criar um clima especial, o Clima Urbano. Ao detalhar este clima verifica-se que no contexto da cidade ocorrem diversos microclimas diretamente relacionados com a presença dos elementos que compreende o ambiente produzido pelo processo de urbanização - a área urbana. A intensidade com que o Clima Urbano se faz perceber depende do tamanho da cidade, do modelo de ocupação, das atividades desenvolvidas, número de habitantes e do grau de alterações provocadas no meio ambiente. A área urbana de Ponta Grossa, no estado do Paraná, uma cidade subtropical de 310 mil habitantes, possui relevo irregular, com muitos fundos de vale, com extensa ocupação horizontal que se estende para todas as direções e vertical principalmente no centro, constitui a área de estudo do presente trabalho. Na busca de identificar o clima da cidade de Ponta Grossa, foi desenvolvido trabalho de campo para a produção de dados sobre o clima local, os quais foram tratados através de técnicas estatísticas e com programas de geoprocessamento, que resultou em um vasto material cartográfico, que permitiu fazer algumas inferências importantes sobre o Clima Urbano. As conclusões mostram que o Clima Urbano de Ponta Grossa, como em outras áreas urbanas é condicionado pelas construções, pela circulação de veículos, pela ausência ou presença da arborização urbana e pelos condicionantes naturais, como altitude e a exposição de vertentes. Além disso, as condições climáticas regionais também atuam de forma contundente na cidade, como no caso do avanço das frentes frias, quando da entrada de massas de ar e da ação dos ventos que predominantemente sopram de leste, nordeste e sudeste. Por fim concluiu-se também que ocorre a formação da ilha de calor no centro da cidade, porém com deslocamentos para o sul da cidade, até onde se verifica um processo mais intenso de urbanização, assim como para oeste onde a combinação da urbanização, intensa presença de fundos de vale com a exposição de vertentes de forma predominante para o quadrante norte, favorecem as temperaturas mais elevadas. Por fim, os resultados apontam para o fato de que o estudo do clima urbano de Ponta Grossa pode ser utilizado para o planejamento urbano e revisão do plano diretor, pois há indicativos de que é possível melhorar a qualidade de vida da população de algumas áreas da cidade com um planejamento que leve em consideração as características do clima local. / The human being has led to changes in climate through the transformation of nature, whether for its occupation of space, is to develop its activities. To the extent that the man is concentrated in certain áreas, pressure on the natural conditions increases. The city is one of the best examples of the concentration of people and activities in one place and also the intense human interference in the environment. Environmental changes caused by human actions generate consequences as to create a special climate, the urban climate. By describing this climate it appears that in the context of the city different microclimates occur directly related to the presence of the elements comprising the environment produced by the process of urbanization - the urban área. The intensity with which the urban climate makes them perceive depends on the size of the city, the model of occupation, the activities developed, number of inhabitants and the degree of induced changes in the environment. The urban área of Ponta Grossa, Parana state, a subtropical city of 310 thousand inhabitants, has irregular relief, with many of the valleys, with extensive occupation horizontal stretching in all directions and especially in the vertical center, is the área study of this work. In seeking to identify the climate of the city of Ponta Grossa, was developed fieldwork for the production of data on local climate, which were treated by statistical techniques and GIS programs, which resulted in an extensive map material, which allowed to make some important inferences about the urban climate. The findings show that the urban climate of Ponta Grossa, as in other urban áreas is affected by the construction, the movement of vehicles, the absence or presence of urban tree planting and by natural conditions such as altitude and exposure of slopes. Moreover, the regional climate conditions also act forcefully in the city, as in the advance of cold fronts, when the entry of air masses and the action of the winds predominantly blow from the east, northeast and southeast. Finally it was felt that there is the formation of heat islands in the city center, but with shifts to the south of the city, even where there is a more intense process of urbanization, and to the west where the combination of urbanization, intensive presence of the valleys with exposure to áreas of predominantly North quadrant to favor the higher temperatures. Finally, the results point to the fact that the study of urban climate of Ponta Grossa can be used for planning and review of the master plan, as there are indications that it is possible to improve the quality of life of the population in some áreas of city with a plan that takes into account the characteristics of the local climate.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-02-04T14:20:25Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Ricardo Rodrigues Rocha - 2015.pdf: 9032071 bytes, checksum: f7c5b727e8a6360824bc8a509326ab74 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-11T11:36:32Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Ricardo Rodrigues Rocha - 2015.pdf: 9032071 bytes, checksum: f7c5b727e8a6360824bc8a509326ab74 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T11:36:32Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - José Ricardo Rodrigues Rocha - 2015.pdf: 9032071 bytes, checksum: f7c5b727e8a6360824bc8a509326ab74 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The man has caused changes in the middle through the transformations, occupation and mode-tion of space, which generates the urban climate. Thus, urban studies are neces-sary is because the sums of these changes cause a hydrothermal discomfort and the dif- ferentiation of heat in the urban network, as shown in many studies. Thus, the study of obje-tive was to determine the variation of temperature and relative humidity (maximum and mí-nima) in two small cities in the Brazilian cerrado, Jataí and Caçu (GO). Thus pro-cured to identify the relationships between the physical aspects of the environment (hipsometria, exhibition sheds and land use) with vari-ations in climate issues, in fixed collection points in cities. Both cities are in the middle region South Goiás, Jataí in the micro region of the Southwest of Goias and Caçu in micro-Quirino-polis. It had as methodological basis the theory of urban climate proposed by Monteiro (1976) and Monteiro e Sezarino (1990), abor-giving the thermodynamic subsystem. To collect tempe-rature data and relati-va humidity were used termohigrômetros (HT-4000 and HT-500 model) distributed at 5 points in Caçu and 09 in Jataí, in which were collected every 30 minutes. For producing the maps as hipsometria, exposure of slopes, land use were used GIS Arcgis 10.1. It was found that the absolute maximum operating temperature (44.6 ° C) was recorded in P3 in Caçu at 14h39m, and Jataí showed 43.1°C in P1, at 13h25m, where land use influenced the values between the collection points, and the elevation for the difference between the ci-ties (range of 1.5°C). The lowest values of minimum temperatures also occurred in August, on 28 and 29, rises the performance of a stationary front, where Jataí was 4.9 ° C in P6, with very low rate of construction (1.1%) and high rate of vegetation (81.5%), and is located in valley bottom. In Caçu was recorded 6.4 ° C in P3, this building has a low rate, average grazing rate (11.5%) and vacant land with soil exposure (34.6%). The maximum relative humidity of air occurred in November 2013, and ranged 100-81% between cities, on 5, 8:26 in the performance of the SACZ and ZCOU. The minimum relative humidity values of the air occurred in August, on days 02, 03, 04, 05 09, 18, 28, 29 and 02 days in September, 09, 11 and 13, where the values varied 6-52 % between 13:00 the 17h00mm. From our analysis, we consider that there was influence of urban structure and the physical aspects of hygrothermal behavior between cities. This is because the local densely built and devoid of vegetation showed higher temperatures and lower humidity of the air, while the places with the highest afforestation rate and smaller buildings had lower rates of temperature and relative humidity of the larger air. / O homem vem provocando alterações no meio através das transformações, ocupação e mode-lação do espaço, o qual gera o clima urbano. Desta forma, os estudos urbanos fazem-se neces-sários, pois as somas destas transformações acarretam um desconforto hidrotérmico e a dife-renciação de calor na malha urbana, como já evidenciado em muitos estudos. Com isso, o ob-jetivo do estudo foi verificar a variação da temperatura e umidade relativa do ar (máxima e mínima) em duas cidades de pequeno porte do cerrado brasileiro, Jataí e Caçu (GO). Assim procurou-se identificar as relações entre os aspectos físicos do ambiente (hipsometria, exposi-ção de vertentes e uso do solo) com a variação dos aspectos climáticos, em pontos de coleta fixos nas cidades. Ambas as cidades situam-se na mesorregião Sul Goiano, Jataí na microrre-gião do Sudoeste de Goiás e Caçu na microrregião de Quirinópolis. Teve-se como base meto-dológica a teoria do clima urbano proposta por Monteiro (1976) e de Monteiro e Sezarino (1990), abordando o subsistema termodinâmico. Para a coleta dos dados de temperatura e umi-dade relativa do ar foram utilizados termohigrômetros (modelo HT-4000 e HT-500) distribuí-dos em 5 pontos em Caçu e 09 em Jataí, em que foram coletados a cada 30 minutos. Para a confecção dos mapas como: hipsometria, exposição das vertentes, uso da terra foram utilizados SIG Arcgis 10.1. Constatou-se que o valor máximo absoluto de temperatura (44,6°C) foi regis-trado no P3, em Caçu, às 14h39m, e Jataí apresentou 43,1°C no P1, às 13h25m, em que o uso do solo influenciou os valores entre os pontos de coleta, e a altitude para a diferença entre as cidades (amplitude de 1,5°C). Os menores valores de temperaturas mínimas também ocorreram em agosto, nos dias 28 e 29, sobe a atuação de uma frente estacionária, em que Jataí teve 4,9°C no P6, com muito baixa taxa de construção (1,1%) e alta taxa de vegetação (81,5%), além de ser localizado em fundo de vale. Em Caçu foi registrado 6,4°C, no P3, este possui baixa taxa de construção, média taxa de pastagem (11,5%) e terrenos vagos com exposição do solo (34,6%). A umidade relativa do ar máxima ocorreu em novembro de 2013, sendo que oscilou de 100 a 81% entre as cidades, nos dias 5, 8 e 26 sob a atuação das ZCAS e ZCOU. Os valores mínimos de umidade relativa do ar ocorreram em agosto, nos dias 02, 03, 04, 05 09, 18, 28 e 29 e em setembro nos dias 02, 09, 11 e 13, em que os valores oscilaram de 6 a 52%, entre 13h00m as 17h00mm. A partir das análises, consideramos que houve influência da estrutura urbana e os aspectos físicos no comportamento higrotérmico entre as cidades. Isso devido os locais densamente construído e desprovidos de vegetação apresentaram maiores temperaturas e menores umidades relativa do ar, enquanto que, os locais com maior taxa de arborização e menores taxas de construções tiveram temperatura menores e umidade relativa do ar maiores.

As modificações impostas pela ação do homem desequilibram o complexo sistema natural, alterando os elementos e características do clima na escala local. A cidade é o exemplo mais significativo destas transformações e o campo térmico urbano é um dos elementos do sistema cidade-atmosfera mais afetados pela mudança do uso e da cobertura do solo. No Brasil, tem-se observado que a grande maioria dos estudos de clima urbano está focada nas grandes cidades, sobre as características do clima urbano para a região Centro-Oeste, especialmente nas cidades de pequeno porte, pouco se conhece. Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi de analisar as influências das características geourbanas na configuração do clima da cidade de Iporá e identificar a variabilidade temporal e espacial das ilhas de calor urbanas. Para tanto, instalou-se oito aparelhos termo-higrômetros para a coleta de dados de temperatura do ar e umidade e duas estação meteorológicas completas, uma na área urbana e a outra na área rural, também foram utilizadas imagens multiespectrais do satélite Landsat 5 e 8. Nas análises dos dados foram utilizadas regressões lineares simples e múltiplas, modelagem, simulações e foi proposto um índice (InGe) para quantificar a influência do homem no clima da cidade. Os resultados evidenciaram que: 1 - em algumas áreas da cidade de Iporá foram observadas tendências significativas de aumento na intensidade das anomalias térmicas; 2 - as variáveis mais influentes na regressão linear múltipla da temperatura de superfície (TS) foram o NDVI que explicou 35% da variabilidade e a densidade demográfica com 25%; 3 - a equação final, proposta como modelo preditor da intensidade máxima da ilha de calor urbana de superfície para a Região do Oeste Goiano obteve r2 de 0,6; 4 - quanto maior a distância da área verde maior a temperatura de superfície, além disso, na primavera ou próximo dela, a intensidade do efeito da área verde na TS foi muito superior ao efeito em outras datas; 5 - os padrões dos desvios da umidade absoluta permitiram afirmar que a área central, mais urbanizada, teve os maiores desvios negativos e áreas com maiores valores de NDVI e próximas aos cursos d\'água apresentaram os maiores desvios positivos de umidade; 6 - as ilhas de calor urbanas em Iporá foram mais frequentes na intensidade de 0,5°C e 1°C, a intensidade máxima observada foi de 3,5°C; 7 - as áreas localizadas nos fundos de vale apresentaram os menores valores térmicos, o que sugere uma drenagem de ar frio. Contudo, constatou-se que a cidade de Iporá, mesmo se tratando de uma cidade pequena, modifica seus parâmetros atmosféricos. / The changes imposed by man unbalance the complex natural system, changing the climate elements and features at local scale. The city is the most significant example of these transformations and the urban thermal field is the element of the city-atmosphere most affected by the use and land cover change system. In Brazil, it has been observed that the vast majority of urban climate research is focused on big cities, so that little is known on urban climate characteristics for the Midwest, especially in small towns. Thus, the objective of this research was to analyze the influence of Geourban characteristics in the climate setting of the city of Iporá and to identify the temporal and spatial variability of urban heat islands. Therefore, eight Thermo-Hygrometer devices for collecting air temperature and humidity data and two complete weather stations were settled, one in the urban area and the other in the rural area; Landsat 5 and 8 multi-spectral images of were also used. In data analysis simple and multiple linear regressions, modeling and simulations were used and an index (InGe) was proposed to quantify the man influence on the city climate. The results showed that: 1 - in some areas of Iporá city significant trends of increasing intensity of thermal anomalies were observed; 2 - the most influential variables in the multiple regression of surface temperature (TS) were explained by NDVI (35% of the variability) and population density (25%); 3 - the final equation, proposed as a maximum intensity predictive model of the urban surface heat island for the West Region of Goiás, we obtained an R2 0.6; 4 - the greater the distance from the green area, the higher surface temperature; moreover, in the spring, or close to it, the intensity of the green area effect on TS was by far superior to the effect at other periods; 5 - the patterns of the absolute humidity deviations allow us to affirm that the central area, urbanized, had the highest negative variances, while the areas with higher NDVI values and nearby watercourses showed the highest positive deviations moisture; 6 - urban heat islands on Iporá were more frequent at the intensity of 0.5°C to 1°C, while the maximum intensity was observed at 3.5°C; 7 - the areas located in the valley bottoms had the lowest thermal values, suggesting a cold air drainage. However, it was found that the city of Iporá, despite being a small town, modifies its atmospheric parameters.

Knowledge on climate change in the city is an instrument which can help with the understanding of urban environmental questions as well as with decision making in cities planning. Therefore the present work characterizes the city of Maceió according to climatic principles, so that the information obtained can help with future architectural and urban interventions and that the climatic criteria is incorporated to the city planning, contributing to a better quality of life of its citizens. In this sense, topography, soil usage, soil occupation, buildings height and green areas maps were elaborated, allied to the analysis of bioclimatizing attributes of the urban form. The result of the analysis of the aforementioned attributes verifies the influence of the urban area on the thermal and dynamic characteristics of the place. In great part of Maceió the urban conformity is responsible for transformations on the thermal quality of its external spaces, due to the alterations caused by the excess of soil impermeabilization, increase of built-on surfaces and wind regime alteration. The portions located in lower quotas in relation to the sea level, like the coastal and lagoon plain, present potentially unfavorable building density and climate conditions if compared to higher parts of the city, for they hold its initial population nuclei , where urban conformity is at times marked by the low porosity of the urban grid. The diversity in soil use, the predominance of urban nuclei with uniform height edifications and bad distribution of green urban areas configure the urban scenario in Maceió. The production of the urban climate map and the establishment of climatically characterized zones in the city made it possible to identify which zones must be protected, preserved or improved under the climatic viewpoint. The comparison between the macrozoning established by the Director Plan of Maceió for soil use and occupation with the climate zoning proposed by the present work, showed a clear difficulty concerning the articulation between urban legislations which determine the soil occupation in the city and its climate conditioners. In order to help with the decision making involved in urban planning, a few guidelines have been created. Those include aspects related to the climate quality in the urban space, as they are little explored in the urban legislation of Maceió. The research confirms the importance of incorporating climate information to the planning of Maceió, considering the possible damages that can be caused by the present model of soil occupation. In the same way, the results can be used in the occupation planning of new and old areas of the city, so that they answer positively to the local climate characteristics. / Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas / O conhecimento sobre as transformações climáticas da cidade são instrumentos que podem auxiliar no entendimento das questões ambientais urbanas e na tomada de decisões no planejamento das cidades. Diante disto o presente trabalho caracteriza a cidade de Maceió segundo princípios climáticos, a fim de que as informações obtidas possam auxiliar em futuras intervenções arquitetônicas e urbanísticas e que critérios climáticos sejam incorporados ao planejamento da cidade, contribuindo para a melhoria da qualidade de vida de seus citadinos. Nesse sentido, mapas de topografia, uso do solo, ocupação do solo, altura de edificações e de áreas verdes foram elaborados, aliado à análise dos atributos bioclimatizantes da forma urbana. O resultado das análises dos referidos atributos constatam a influência da área urbana sobre as características térmicas e dinâmicas do lugar. A conformação urbana é, em grande parte de Maceió, a responsável por transformações da qualidade térmica dos espaços externos, devido às alterações causadas pelo excesso de impermeabilização do solo, aumento de superfícies construídas e alteração do regime de ventos. As porções localizadas em cotas mais baixas em relação ao nível do mar, como a planície litorânea e lagunar, apresentam densidade de construções e condições climáticas potencialmente desfavoráveis se comparadas às áreas mais altas da cidade, pois abrigam os núcleos iniciais de povoação da cidade, no qual sua conformação urbana, por vezes, é marcada pela baixa porosidade da malha urbana. A diversidade de uso do solo, o predomínio de núcleos urbanos com edificações com alturas uniformes e a má distribuição das áreas verdes urbanas configuram o cenário urbano de Maceió. A produção do mapa climático urbano e o estabelecimento de zonas climaticamente caracterizadas na cidade possibilitaram identificar zonas que devem ser protegidas, preservadas ou melhoradas sob o ponto de vista climático. A comparação do macrozoneamento estabelecido pelo Plano Diretor de Maceió para o uso e ocupação do solo com o zoneamento climático proposto pelo presente trabalho, mostrou uma clara dificuldade de articulação entre as legislações urbanísticas determinantes da ocupação do solo do município com os condicionantes climáticos da cidade. A fim de auxiliar a tomada de decisões no planejamento urbano, são traçadas algumas diretrizes que incluem aspectos relacionados a qualidade climática do espaço urbano, visto que são pouco exploradas na legislação urbana de Maceió. A pesquisa comprova a importância de se incorporar informações climáticas para o planejamento de Maceió, tendo em vista possíveis danos que podem ser causados pelo modelo atual de ocupação do solo. Da mesma forma, os resultados podem ser aproveitados no planejamento da ocupação de novas e antigas áreas da cidade, a fim de que estas respondam positivamente as características climáticas locais.

A urbanização modifica a superfície, promovendo a troca da cobertura natural por materiais de construção. As áreas urbanas, além do solo impermeável, têm a presença de edifícios, que alteram a rugosidade da superfície, a velocidade e a direção dos ventos e provocam o sombreamento da superfície, bloqueando a incidência da energia solar. Assim, analisar a geometria de ocupação da cidade é importante para o entendimento do clima urbano e para o planejamento da cidade. O sensoriamento remoto é uma importante forma de obtenção de informações das áreas urbanas, contudo é preciso considerar a heterogeneidade deste ambiente e a mistura espectral existente nos dados satelitais. Dessa forma, o modelo linear de mistura espectral apresenta-se como importante método de extração de informações dos ambientes urbanos. O objetivo deste trabalho é identificar áreas com padrão horizontal e com padrão vertical de ocupação urbana, em Porto Alegre, e relacionar essa característica geométrica com valores de temperatura de superfície. Para tanto, imagens do sensor TM do satélite Landsat 5, adquiridas entre 1984 e 2009 foram utilizadas, bem como dados censitários, dados meteorológicos e modelos gerados por varredura laser. A partir das imagens TM foram geradas três imagens fração: solo, sombra e vegetação. A fração solo foi utilizada na identificação de áreas de ocupação horizontal e de expansão urbana, e a fração sombra foi utilizada na identificação de áreas verticalizadas. Utilizando as mesmas imagens, obtiveram-se os valores de temperatura de superfície. As áreas com ocupação horizontal, caracterizadas por moradias em casas, apresentaram baixos valores de sombra e altos valores de solo. As áreas verticalizadas apresentaram altos valores de sombra e baixos valores de solo. Os resultados extraídos das imagens fração têm similaridade com dados de artigos científicos e com os dados da varredura laser. A temperatura de superfície, em Porto Alegre, mostrou forte correlação com dados meteorológicos, e se caracteriza por valores mais altos nas áreas urbanizadas e mais baixos onde a ocupação é rarefeita. Nas áreas urbanizadas, maiores valores de temperatura de superfície são encontrados nas regiões com padrão de ocupação horizontal, enquanto os menores valores são encontrados nas regiões verticalizadas. A metodologia escolhida gerou resultados compatíveis com outros dados de uso e ocupação do solo, provenientes de diferentes fontes, e contribui com características da área urbana e do clima urbano da cidade de Porto Alegre, informações essas escassas nos principais bancos de dados acadêmicos. / The urbanization modifies the landscape, promoting changes from natural to man-made environment. Besides the impermeable soil, the urban areas have a lot of buildings, that changes the surface roughness, the wind speed and direction and also are responsible for shading the surface, blocking the incidence of solar energy. Analysing the city occupation geometry is important to understanding of the urban climate behaviour, and naturally the city planning. Remote sensing is a very important tool to get information about the urban areas, but is necessary to consider the heterogeneity of this environment and the existing spectral mixing in satellite data. Based on this, the linear model of spectral mixing can be classified as an important method of information extraction from urban environments. The goal of this research is to identify areas with horizontal and vertical patterns of urban occupation in the city of Porto Alegre – Brazil and relate this geometric characteristic with values of surface temperature. Therefore, images of the TM sensor of the Landsat 5 satellite were used (during the 1984-2009 period) and also the census data, meteorological data and models generated by laser scanning. Three fraction images were generated based on TM images: soil, shade and vegetation. The soil fraction was used for the identification of the areas with horizontal occupation and urban expansion, and the shadow fraction was used to identify verticalized areas. Based on the same images the surface temperature was obtained. Areas with horizontal occupation, mostly represented by houses, presented low shading values and high soil values. On the other hand, verticalized areas presented high shading values and low soil values. These results, obtained from the images fraction, are similar with the results from scientific papers and data from laser scanning. In Porto Alegre, the surface temperature indicated strong correlation with meteorological data, and was characterized by higher values in urbanized areas and lower values where the occupation is least intense. In urban areas, higher values of temperature are found in areas with horizontal occupation pattern, while the lowest values are found in verticalized regions. Furthermore, it is possible to suggest that the chosen methodology lead to conclusions that are consistent with other data of land use and occupation from different sources. Contributing with some information about characteristics of the urban area and urban climate of the city of Porto Alegre, which are usually not well documented in academic databases.

Les villes jouent un rôle majeur dans le changement climatique à l'échelle globale au travers des émissions de gaz à effet de serre qu'elles génèrent. Mais elles peuvent aussi influencer le climat aux échelles locale et régionale car elles traduisent une altération des modes d'occupation des sols qui modifie les échanges thermodynamiques entre la surface et l'atmosphère. Les études d'impacts en milieu urbain se concentrent principalement sur les effets du changement climatique sur le climat local des villes (et plus largement, sur un ensemble de dimensions environnementales) selon des approches ne tenant pas compte des rétroactions potentielles. Les hautes résolutions horizontales atteintes aujourd'hui par les modèles de climat régionaux rendent légitime et pertinent d'inclure une modélisation explicite des villes dans ces modèles pour traiter les interactions ville/climat. Le couplage du modèle de climat régional ALADIN à 12 km de résolution avec la plateforme de modélisation des surfaces continentales SURFEX intégrant le modèle de canopée urbaine TEB permet d'évaluer l'impact de l'urbanisation à l'échelle régionale. L'analyse de sensibilité comparant différentes approches de modélisation des zones urbaines montre que les villes modifient significativement la température de l'air proche de la surface. Les plus grandes agglomérations françaises induisent un réchauffement le jour et la nuit, qui s'étend au-delà des limites de la ville et affecte l'environnement à l'échelle régionale. La comparaison des simulations à de longues séries d'observation sur la région parisienne révèle que la modélisation explicite des processus urbains avec TEB reproduit mieux la dynamique journalière de l'îlot de chaleur urbain et son intensité en phase nocturne que l'approche conventionnelle des modèles de climat décrivant les villes comme de la roche. L'activation de TEB dans le modèle ALADIN permet donc de mieux représenter l'impact des villes sur les climat régional. Néanmoins, les études d'impacts du changement climatique sur les villes nécessitent une descente d'échelle complémentaire. Une simulation a été réalisée avec le modèle AROME couplé à SURFEX(TEB) à 2.5 km puis 1.3 km de résolution sur l'agglomération toulousaine pour la période couvrant la campagne expérimentale CAPITOUL (2004-2005). Les bénéfices de la paramétrisation urbaine sont confirmés à ces échelles. Les tests de sensibilité réalisés sur les différentes versions de TEB mettent en lumière la forte sensibilité des performances du modèle à la qualité des simulations atmosphériques AROME et à la précision des données de surface. Pour ces résolutions et avec les bases de données actuelles, les paramétrisations les plus sophistiquées de TEB (échanges turbulents dans la canopée urbaine, énergétique du bâtiment, végétation explicite) n'apportent pas d'amélioration par rapport à la version historique voire dégradent les résultats. Il reste donc des voies d'amélioration à explorer pour la configuration AROME-Climat avec SURFEX(TEB), aussi bien sur la physique et la dynamique du modèle atmosphérique que sur la qualité des bases de données. En parallèle, différentes méthodes de descente d'échelle à très haute résolution sur les villes sont envisagées pour raffiner encore les études d'impacts. / Greenhouse gas emissions generated by cities play a major role in climate change at a global scale. But cities can also influence the climate at the local and regional scales as they reflect an alteration of land-use that modifies the thermodynamic exchanges between the surface and the atmosphere. Impact studies in urban areas focus mainly on the effects of climate change on the local climate of cities (and more broadly on a range of environmental dimensions) using approaches that do not account for the feedback with the atmosphere. The high horizontal resolutions reached by regional climate models make it relevant to include explicit modeling of cities to address city/climate interactions. Coupling the ALADIN regional climate model ALADIN (12 km horizontal resolution) with the SURFEX modeling platform integrating the model of urban canopy TEB allows to evaluate the impact of the urbanization at the regional scale. Sensitivity analyses that compare different urban canopy modeling shows that cities significantly modify the near-surface air temperature. The largest French cities induce a warming day and night, which extends beyond the limits of the city and affects the environment on a regional scale. Comparison of the simulations with long-term time series of observations on the Paris region reveals that the explicit modeling of urban processes with TEB improve the daily dynamics of the urban heat island and its nocturnal intensity compare to the conventional approach of climate models that describes cities as rock. The activation of TEB in the ALADIN model thus makes it possible to represent the impact of cities on the regional climate. Nevertheless, impact studies of climate change on cities require a further downscalling. A simulation was carried out with the AROME model coupled with SURFEX (TEB) at 2.5 km and 1.3 km resolution on the agglomeration of Toulouse for the period covering the CAPITOUL experimental campaign (2004-2005). The benefits of urban parametrization are confirmed. The tests carried out on the different versions of TEB highlight the high sensitivity of the model's performance to the quality of the AROME atmospheric simulations and the accuracy of the surface description. For these resolutions and with the current databases, the most detail parametrization of TEB (turbulent exchanges in the urban canopy, building energy budget, explicit vegetation) do not seem relevant compared to the historical version. New develompents could thus benefits to the AROME-Climat configuration with SURFEX (TEB). In particular, The physics and dynamics of the atmospheric model as well as the accuracy of the databases could be improved. At the same time, various downscalling methods at very high resolution on the cities are envisaged to enhance the spatial resolution needed by the impact studies.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-01-31Bitstream added on 2014-06-13T19:20:30Z : No. of bitstreams: 1 ugedajunior_jc_dr_prud.pdf: 10351497 bytes, checksum: 8898390a386307f23f1a8d375031d322 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A partir da década de 1960, ocorreram alterações nas relações de trabalho no campo e na cidade, que tiveram como conseqüência, o êxodo rural e o crescimento das cidades brasileiras, sendo que, a cidade de Jales-SP, também se insere neste contexto. As alterações das características naturais provocadas pela urbanização e, acentuadas pelo planejamento inadequado, resultam em diversas modificações no ambiente urbano. O clima é um dos componentes do ambiente que também está sujeito a estas mudanças. A hipótese confirmada nessa pesquisa foi de que cidades de pequeno porte como o caso de Jales, apresentam elementos suficientes para a formação de um clima urbano específico, com diferenças térmicas e higrométricas, entre as áreas urbanas e o entorno rural, além de diferenças intra-urbanas significativas. Como a tese corroborou a hipótese, identificou-se que a consideração do planejamento da paisagem nos tradicionais processos de planejamento urbano tem a capacidade de as áreas diagnosticar com problemas e propor medidas para solucionar ou, ao menos minimizar as alterações do clima urbano. Assim, esta tese tem como objetivo investigar o clima urbano de Jales-SP, principalmente, no que se refere ao seu campo térmico (Canal I: conforto térmico, subsistema termodinâmico, do Sistema Clima Urbano proposto por Monteiro, 1976). Pretende-se também, analisar a capacidade da metodologia vinculada ao planejamento da paisagem na solução dos problemas identificados, com a finalidade de propor medidas associadas ao planejamento urbano no sentido de solucionar ou amenizar esses problemas. Para que esse objetivo fosse alcançado, utilizou-se de adaptações... / From the 1960s, changes in the labor relations in the country and in the city took place that had as consequences the rural exodus and the growth of Brazilian cities, in which context the city of Jales-SP is found. The changes of natural characteristics caused by urbanization and, marked by inadequate planning, result in several changes in the urban environment. Climate is one of the components of environment which is also subject to those changes. With the hypothesis that small towns, such as Jales, present sufficient elements for the formation of a specific urban climate, with thermal and hygrometric differences among the urban areas and the surrounding country areas, besides the significant intra urban differences. In case the thesis corroborates that hypothesis, its second part is that the consideration of landscaping planning in the traditional procedures of urban planning is capable of identifying the areas with problems and propose measures to solve or at least minimize the changes of the urban climate. Therefore, this thesis aims to investigate the urban climate of Jales-SP, mainly regarding its thermal field (Channel I: thermal comfort, thermodynamic subsystem, of the System Urban Climate proposed by Monteiro, 1976). It is also intended to analyze the capacity of the methodology linked to the landscape planning in the solution of identified problems, with the purpose of proposing measures associated to the urban planning so that they can solve or soften those problems. In order to reach... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:00:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6084.pdf: 3501431 bytes, checksum: b643f0f575cddd0959602ac4b8c74eb9 (MD5) Previous issue date: 2014-06-13 / Financiadora de Estudos e Projetos / Though urban form affects the thermal environment, there are only a few legal tools that include the thermal issue in the city planning and urban design. This research established a link between urban form and thermal environment, by considering urban indexes such as the occupation coefficient, the floor space index and the vegetation cover index, to characterize the land use and occupation. For this purpose, the study area was an urban fraction of the Brazilian city of São Carlos, in State of São Paulo. Several points of the study area were taken as references for thermal measurements, while others regional data of the climate were registered by the meteorological station situated in the city skirts. The data were collected in periods representing dry weather of winter months. The measurements allowed the validation of a computational model applied for microclimatic simulation of the urban area - the ENVI-met. The best situation performed by the model was determined by comparison of real and simulated data. This process allowed data extraction by simulation of the whole area and the development of thermal maps, considering the real urban situation, a scenario of densification and a scenario of green areas. The results pointed out that the rise of the occupation coefficient causes a slight elevation of the air temperature. Even more significant tendencies were also assessed by the development of a multiple regression model, revealing the potential of the floor space index, the urban green cover and their association with the wind speed. / A forma urbana influi no ambiente térmico das cidades, porém poucas são as ferramentas legislativas urbanas que incluem a questão térmica no planejamento da cidade e no desenho urbano. Esta pesquisa procurou estabelecer uma ligação entre forma urbana e ambiente térmico, a partir dos coeficientes de ocupação, de aproveitamento e de cobertura vegetal, para a caracterização da ocupação do solo. Para isso foi estudada uma fração da cidade de São Carlos, município brasileiro do Estado de São Paulo. Naquela área de estudo foram estabelecidos pontos para realização de medições térmicas, enquanto eram registrados dados disponibilizados pela estação meteorológica localizada em área periférica à cidade. As medições foram realizadas durante períodos representativos de dias secos, nos meses de inverno. As medições serviram de base para a validação de um modelo computacional de simulação do clima urbano, o ENVI-met. Estabelecidas as situações de melhor desempenho do modelo, através de comparações entre dados reais e dados simulados, foi possível realizar simulações para a obtenção de dados e desenvolvimento do mapeamento térmico da situação urbana real, de um cenário adensado e de um cenário arborizado. Os resultados apontaram que existe um leve aumento da temperatura com o aumento do coeficiente de ocupação. Tendências mais significativas foram verificadas pelo desenvolvimento de um modelo de regressão múltipla, revelando o potencial do coeficiente de aproveitamento e da cobertura vegetal urbana, associados ao aproveitamento do vento.

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-05-04T16:12:04Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Lucas Peres Angelini.pdf: 1371602 bytes, checksum: 257a12a7b2421c18c845019a574d2306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-05-04T16:13:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Lucas Peres Angelini.pdf: 1371602 bytes, checksum: 257a12a7b2421c18c845019a574d2306 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T16:13:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Lucas Peres Angelini.pdf: 1371602 bytes, checksum: 257a12a7b2421c18c845019a574d2306 (MD5) Previous issue date: 2015-05-21 / CAPES / As cidades são as áreas mais densamente povoadas da Terra e continuarão a ser as paisagens artificiais mais utilizadas pela maior parte da população. A substituição de vegetação nativa por superfícies artificiais em áreas urbanas é um dos impactos humanos mais irreversíveis na Terra. O monitoramento da sazonalidade e variação espacial do clima urbano é um desafio para pesquisadores e tomadores de decisão. Com poucas estações meteorológicas, torna-se impossível a medição adequada de variáveis climáticas por meio de abordagens tradicionais. O sensoriamento remoto é uma ferramenta alternativa e efetiva para o monitoramento do clima urbano por obter padrões climáticos representativos de toda a malha urbana, fornecendo informações espaço-temporais consistentes a um menor custo. O objetivo deste trabalho foi estudar a variação temporal e espacial do balanço de radiação e energia em área urbana por técnicas de sensoriamento remoto. O albedo da superfície no solo exposto foi significativamente maior do que dos demais tipos de uso do solo. As áreas de vegetação densa apresentaram valores significativamente maiores de calor latente e evapotranspiração. O Saldo de radiação apresentou diferença significativa entre as estações, sendo maior na estação chuvosa em até 37,5% para o solo exposto e 31, 9% para o asfalto. A evapotranspiração em área construída foi até 80,5% maior na estação seca para o solo exposto e 59,9% maior para área construída. Com o aumento do albedo da superfície ocorre a redução no saldo de radiação, todavia, com o aumento do NDVI houve uma diminuição no albedo da superfície tanto nas estações chuvosa e seca. A substituição de vegetação nativa por áreas alteradas como construções afetou os balanços de radiação e energia. As estimativas dos balanços de radiação e energia por sensoriamento remoto indicaram ser adequadas para avaliar os efeitos do uso do solo no microclima urbano. / Cities are the most dense populated areas on the Earth and will continue to be artificial landscapes most used by the majority of the population. The replacement of native vegetation with artificial surfaces in urban areas is one of the human irreversible impact on the earth. The monitoring of seasonal and spatial variation of urban climate is a challenge for researchers and decision makers. With few weather stations, it is impossible to adequately measuring climatic variables through traditional approaches. Remote sensing is an alternative and effective tool for monitoring the urban climate to obtain representative weather patterns of the whole urban area, providing spatial and temporal information consistent at a lower cost. The objective of this work was to study the temporal and spatial variation of radiation and energy balance in urban areas by remote sensing techniques. The surface albedo in bare soil was significantly higher than that of other types of land use. The areas of dense vegetation had significantly higher values of latent heat and evapotranspiration. The radiation balance showed a significant difference between the seasons, being higher in the rainy season in up to 37.5% for the above bare soil and 31, 9% to the asphalt. Evapotranspiration in built up area was 80.5% higher in the dry season for bare soil and 59.9% higher for building area. With the increase of surface albedo is to reduce the net radiation, however, with the increase of NDVI there was a decrease in surface albedo both wet and dry seasons. The replacement of native vegetation in disturbed areas such as buildings affected the radiation and energy balance sheets. Estimates of radiation and energy balances for remote sensing indicated be appropriate to assess the effects of land use in the urban microclimate.

Orientador: Margarete Cristiane de Costa Trindade Amorim / Banca: José Tadeu Garcia Tommaselli / Banca: Deise Fabiana Ely / Resumo: Este estudo teve como objetivo principal investigar as características da temperatura e umidade relativa do ar intra-urbana e da zona rural próxima a Teodoro Sampaio, SP, cidade de pequeno porte que está localizada a 22° 53' 25" S e 52° 16' 75" W, no extremo Oeste do Estado de São Paulo/Brasil. Para a coleta de dados foram utilizados miniabrigos meteorológicos e transectos móveis. Os miniabrigos meteorológicos foram equipados com psicrômetros e distribuídos em sete pontos, sendo seis na área urbana e um na área rural, sendo que as coletas de dados foram realizadas às 7h, 9h, 15h e 21h. Com relação ao transecto móvel foi utilizado um termômetro digital, com o sensor preso a uma haste de madeira e acoplado na lateral de um veículo, totalizando 17 pontos de coleta entre as 20h30min e 21h. As coletas de dados aconteceram em dias representativos de janeiro de 2005 verão; e em julho de 2005 inverno. Esse estudo concluiu que Teodoro Sampaio, cidade de pequeno porte com aproximadamente 16.000 habitantes, já possui um clima urbano específico, conseqüência da ocupação do solo e das funcionalidades urbanas, o que acabou gerando para a cidade ilhas de calor e de frescor. / Abstract: The objective of this study was to investigate the temperature and the relative humidity behavior in the urban and rural areas near Teodoro Sampaio, SP. This small town is localized 22° 53' 25" S and 52° 16' 75" W, in the extreme West of Sao Paulo state, Brazil. Small meteorological stations and mobile transects were used as a methodology to collect the data to this work. These small meteorological shelters were equipped with psychometers and distributed into seven points, six of them in the urban areas and one of them in the rural area. All these points were always read at 7 and 9 am, and at 3 and 9 pm. The mobile transects were developed with digital thermometers whose sensors were attached to a wooden rod and coupled to a side of a vehicle, adding up to seventeen points which were checked between 8:30 pm and 9pm. The data collecting process was done on representative days of January 2005(summer) and July 2005 (winter). Through this study, we can conclude that Teodoro Sampaio, a small town with nearly 16,000 inhabitants, has a specific urban climate already and it can be considered a consequence of the land occupation and of the urban functionality which created islands of heat and coolness in the town. / Mestre