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Dissertação de Mestrado
DOI
https://doi.org/10.11606/D.100.2020.tde-29042020-192635
Documento
Autor
Nome completo
Arissa Sary Umezaki
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2020
Orientador
Banca examinadora
Ribeiro, Flávia Noronha Dutra (Presidente)
Boian, Claudia
Miranda, Regina Maura de
Soares, Jacyra Ramos
Título em português
Estudo numérico das características da ilha de calor urbana da Região Metropolitana de São Paulo: o caso de 2014
Palavras-chave em português
Balanço de energia
Brisa do mar
Ilha de calor urbano
Região metropolitana de São Paulo
Verão
Resumo em português
A tendência de aumento nas temperaturas médias e o movimento de expansão urbana poderiam exacerbar problemas característicos já existentes na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Dentre os problemas, destaca-se a ilha de calor urbana (ICU) que pode apresentar comportamentos diferentes sob a atuação de eventos meteorológicos de escalas maiores. Em razão disso, o presente trabalho objetivou, por meio de modelagem numérica, investigar a ICU na RMSP sob a atuação de uma massa de ar quente e seca vista em janeiro de 2014, período marcado por altas temperaturas e baixa precipitação. Para isso, foi utilizado o modelo atmosférico Weather Research and Forecasting (WRF), com o núcleo de pesquisa Advanced Research, versão 3.8.1 para fazer simulações de temperatura do ar próxima à superfície e de componentes de balanço de energia. A análise procurou diferenciar o padrão da intensidade de uma ICU considerada típica, utilizando a média de temperatura de janeiros entre 2004 a 2013, e compará-la a ICU atípica, correspondente a janeiro de 2014. Resultados indicaram que o ambiente urbano responde termicamente de forma mais lenta que o rural, produzindo uma diminuição acentuada da ICU após o nascer do sol e aumento acentuado da intensidade da ICU ao pôr do sol. Isto causou uma ICU mínima durante a manhã e máxima no período noturno. Este comportamento da ICU durante a manhã foi justificado devido à maior admitância térmica e efeito de sombreamento no ambiente urbano e a altura da camada limite mais baixa no ambiente rural. À noite, os principais fatores apontados para o aumento da intensidade da ICU foram a maior quantidade de liberação de calor armazenado e efeito de obstrução causada pelas construções para a perda de calor no ambiente urbano. Também foram observadas diferenças na intensidade da ICU em resposta a diferentes condições atmosféricas, sendo que a brisa do mar aparentou ter sido o fenômeno que causou maior variação na ICU durante o mês de janeiro. Por meio da comparação entre a ICU típica e atípica não foram notadas mudanças no padrão de comportamento, porém foram vistas variações de temperatura maiores durante janeiro de 2014. Isto resultou em uma ICU atípica menos intensa durante o período diurno e ICU mais intensa durante o período noturno. As maiores variações de temperatura em janeiro de 2014 foram justificadas pela menor umidade vista no período. Dessa forma, observou-se sinergia entre a ICU e o evento atípico produzido pela massa estacionária quente e seca
Título em inglês
Numerical study of urban heat island characteristics of the Metropolitan Region of Sao Paulo: the case of 2014
Palavras-chave em inglês
Energy budget
Metropolitan region of Sao Paulo
Sea breeze
Summer
Urban heat island
Resumo em inglês
The tendency of higher temperature average and the urban expansion trend may exacerbate characteristic problems in the São Paulo Metropolitan Region (MRSP). Among the problems, we highlight the urban heat island (UHI) which may present different behaviors under larger meteorological events. Therefore, the present work aimed to investigate the UHI in the MRSP under the hot and dry air mass that occurred in January 2014, a period marked by higher temperatures and lower precipitation. For this, the Advanced Research mode of Weather Research and Forecasting (WRF) version 3.8.1 atmospheric model was performed to simulate near-surface air temperature and energy balance components. The analysis intended to differentiate a typical UHI intensity pattern, using the average temperature of January months from 2004 to 2013, and to compare it to the atypical UHI, corresponding to January 2014. Results showed that the urban environment thermal response is slower than the rural one, producing a sharp decrease in UHI intensity just after sunrise and a sharp increase at sunset. This caused a minimum UHI in the morning and a maximum UHI at night. The UHI morning behavior was justified by higher thermal admittance and shading effect in the urban environment and by a lower boundary layer height in the rural environment. At night, the main factors to the higher UHI intensity was the greater amount of stored heat release and the obstruction effect caused by buildings prevailing heat loss in the urban environment. Differences in UHI intensity were also observed in response to different atmospheric conditions. Sea breeze appeared to be the phenomenon that most influenced UHI during January. By comparing typical and atypical UHI, no changes in pattern were noted, but larger temperature variations were seen during January 2014. This resulted in an atypical UHI less intense during daytime and more intense during nighttime. Larger temperature variations in January 2014 were explained by lower moisture values seen in the period. Thus, a synergy between the UHI and the atypical hot and dry summer event was identified
 
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Data de Publicação
2021-06-23
 
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