Agência FAPESP – Um modelo computacional para representação de superfícies urbanas em modelos atmosféricos de previsão de tempo e de tempestades foi desenvolvido por Hugo Abi Karam, pesquisador do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG) da Universidade de São Paulo (USP). Batizado como t-TEB, a ferramenta, que fornece condições micrometeorológicas de ruas, paredes e telhados de cidades de clima tropical, foi criada para ser incorporada ao modelo de previsão de tempestade conhecido como ARPS (The Advanced Regional Prediction System, na sigla em inglês), criado pela Universidade de Oklahoma, dos Estados Unidos, e que, por ter código livre, atualmente é utilizado pelo Grupo de Hidrometeorologia do IAG para a região metropolitana de São Paulo.
“A superfície das cidades no ARPS é representada como se fosse uma camada de areia, que pode ser umedecida por causa da precipitação, sem qualquer tipo de construção ou ruas asfaltadas. O nosso modelo, desenvolvido em colaboração com pesquisadores franceses, permite a substituição dessa superfície de areia por elementos computacionais que lembram uma metrópole, fazendo com que as ilhas de calor urbanas sejam simuladas e representadas com maior precisão”, disse Karam à Agência FAPESP.
“Essas adaptações ao modelo ARPS permitirão uma melhor previsão de tempestades em até 24 horas, primeiro na cidade de São Paulo e posteriormente no Rio de Janeiro”, explicou o também professor do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
O t-TEB, que faz o diagnóstico dos fluxos de calor e energia trocados entre a atmosfera e as superfícies urbanas, terá outras importantes aplicações. “Temos necessidade de fazer boas previsões da precipitação nas áreas urbanas para o manejo dos reservatórios de água potável que normalmente estão em volta das cidades, além da melhor caracterização do conforto ambiental das cidades com a simulação da distribuição de ondas de calor ao longo da malha urbana”, disse Karam.
Um artigo sobre o modelo computacional foi submetido à revista Theoretical and Applied Climatology. “Só estamos esperando essa publicação para que o código-fonte do t-TEB possa ser divulgado para livre acesso dos pesquisadores interessados”, disse o pesquisador.
Cânions urbanos: Segundo Karam, entre as possibilidades de pesquisa com o t-TEB estão estudos da estrutura dos grandes turbilhões da camada-limite atmosférica sobre áreas urbanizadas tropicais e a investigação do papel da camada-limite urbana na dispersão de poluentes atmosféricos e no desenvolvimento de tempestades.
“O tipo de modelagem proporcionado pelo t-TEB representa para as áreas urbanas o que os modelos de vegetação, desenvolvidos nos Estados Unidos no fim da década de 1970, representaram para superfícies vegetadas. Esses últimos levam em conta características como temperatura das folhas e o bombeamento de umidade do solo pelas raízes das árvores. Nosso modelo, no entanto, é particularmente dedicado para a simulação das condições encontradas somente em cidades tropicais”, destacou.
O t-TEB calcula os componentes do balanço de radiação e energia de superfícies urbanas por meio de um conjunto de “cânions urbanos”. “Os cânions urbanos são definidos pelo volume de ar entre as superfícies da rua, as paredes verticais dos prédios e o espaço aéreo que se abre do topo dos edifícios para a esfera celeste. O modelo é forçado pelas condições meteorológicas medidas em estações com sensores instaladas sobre o telhado de um prédio da área de interesse”, explicou.
Os cânions apresentam condições microclimáticas particulares, que são associadas a fatores como geometria,
largura da via, altura das paredes, presença de vegetação, sombras, ventilação, emissão antrópica de calor, umidade e poluentes atmosféricos. “A geometria dos cânions urbanos, definida pela razão entre a altura dos edifícios e a largura da rua, permite que a capacidade e difusividade térmica dos materiais superficiais sejam empregadas na determinação das temperaturas das superfícies urbanas”, disse Karam.
O modelo permite ainda a determinação das condições de incidência, emissão, reflexão múltipla e absorção de
radiação solar e infravermelha dos cânions urbanos. O t-TEB foi desenvolvido em parte no IAG-USP e em parte
em estágio de Karam no Centro Nacional de Pesquisas Meteorológicas, na França, durante pós-doutorado com
bolsa da FAPESP.
Maiores detalhes sobre difusividade térmica em: www.protolab.com.br
“A superfície das cidades no ARPS é representada como se fosse uma camada de areia, que pode ser umedecida por causa da precipitação, sem qualquer tipo de construção ou ruas asfaltadas. O nosso modelo, desenvolvido em colaboração com pesquisadores franceses, permite a substituição dessa superfície de areia por elementos computacionais que lembram uma metrópole, fazendo com que as ilhas de calor urbanas sejam simuladas e representadas com maior precisão”, disse Karam à Agência FAPESP.
“Essas adaptações ao modelo ARPS permitirão uma melhor previsão de tempestades em até 24 horas, primeiro na cidade de São Paulo e posteriormente no Rio de Janeiro”, explicou o também professor do Instituto de Geociências da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
O t-TEB, que faz o diagnóstico dos fluxos de calor e energia trocados entre a atmosfera e as superfícies urbanas, terá outras importantes aplicações. “Temos necessidade de fazer boas previsões da precipitação nas áreas urbanas para o manejo dos reservatórios de água potável que normalmente estão em volta das cidades, além da melhor caracterização do conforto ambiental das cidades com a simulação da distribuição de ondas de calor ao longo da malha urbana”, disse Karam.
Um artigo sobre o modelo computacional foi submetido à revista Theoretical and Applied Climatology. “Só estamos esperando essa publicação para que o código-fonte do t-TEB possa ser divulgado para livre acesso dos pesquisadores interessados”, disse o pesquisador.
Cânions urbanos: Segundo Karam, entre as possibilidades de pesquisa com o t-TEB estão estudos da estrutura dos grandes turbilhões da camada-limite atmosférica sobre áreas urbanizadas tropicais e a investigação do papel da camada-limite urbana na dispersão de poluentes atmosféricos e no desenvolvimento de tempestades.
“O tipo de modelagem proporcionado pelo t-TEB representa para as áreas urbanas o que os modelos de vegetação, desenvolvidos nos Estados Unidos no fim da década de 1970, representaram para superfícies vegetadas. Esses últimos levam em conta características como temperatura das folhas e o bombeamento de umidade do solo pelas raízes das árvores. Nosso modelo, no entanto, é particularmente dedicado para a simulação das condições encontradas somente em cidades tropicais”, destacou.
O t-TEB calcula os componentes do balanço de radiação e energia de superfícies urbanas por meio de um conjunto de “cânions urbanos”. “Os cânions urbanos são definidos pelo volume de ar entre as superfícies da rua, as paredes verticais dos prédios e o espaço aéreo que se abre do topo dos edifícios para a esfera celeste. O modelo é forçado pelas condições meteorológicas medidas em estações com sensores instaladas sobre o telhado de um prédio da área de interesse”, explicou.
Os cânions apresentam condições microclimáticas particulares, que são associadas a fatores como geometria,
largura da via, altura das paredes, presença de vegetação, sombras, ventilação, emissão antrópica de calor, umidade e poluentes atmosféricos. “A geometria dos cânions urbanos, definida pela razão entre a altura dos edifícios e a largura da rua, permite que a capacidade e difusividade térmica dos materiais superficiais sejam empregadas na determinação das temperaturas das superfícies urbanas”, disse Karam.
O modelo permite ainda a determinação das condições de incidência, emissão, reflexão múltipla e absorção de
radiação solar e infravermelha dos cânions urbanos. O t-TEB foi desenvolvido em parte no IAG-USP e em parte
em estágio de Karam no Centro Nacional de Pesquisas Meteorológicas, na França, durante pós-doutorado com
bolsa da FAPESP.
Maiores detalhes sobre difusividade térmica em: www.protolab.com.br
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