Use este identificador para citar o ir al link de este elemento: http://hdl.handle.net/1843/82121
Tipo: Tese
Título: Análise espacial do estresse térmico humano em momento de onda de calor: modelagem multiescala em cidade costeira de baixa latitude
Título(s) alternativo(s): Spatial analysis of human thermal stress during a heatwave event: a multiscale modeling approach in a low-latitude coastal city
Autor(es): Vladimir Sobral de Souza
primer Tutor: Eleonora Sad de Assis
primer Co-tutor: Taciana Toledo de Almeida Albuquerque
primer miembro del tribunal : Lutz Katzschner
Segundo miembro del tribunal: Marco Túlio Mendonça Diniz
Tercer miembro del tribunal: Simone Queiroz da Silveira Hirashima
Cuarto miembro del tribunal: Helber Barros Gomes
Resumen: Ondas de Calor são fenômenos meteorológicos esporádicos, caracterizados pela elevação da temperatura do ar em uma grande área e que provocam, geralmente, elevado estresse térmico nas populações urbanas. Além disso, características morfológicas e térmicas da superfície urbana podem intensificar a elevação da temperatura do ar. No Brasil, em especial no Nordeste brasileiro, o aumento na duração e frequência destes eventos extremos de calor é comprovado por vários estudos, porém são escassas as pesquisas que demonstrem o impacto de ondas de calor no estresse térmico humano em escala de cidade, considerando aspectos microclimáticos, urbanos e humanos. Dentro deste contexto, esta pesquisa tem como objetivo avaliar a variabilidade espacial do estresse térmico humano decorrente de uma onda de calor, na cidade de João Pessoa, por meio do mapeamento em alta resolução espacial do índice de conforto térmico PET. O método proposto se utiliza da identificação de ondas de calor com base em informações de temperatura máxima e mínima do ar (limiar combinado) e de modelagem numérica de mesoescala e microescala, realizados nos modelos WRF e UMEP, respectivamente, para estimar os dados meteorológicos e espaciais necessários aos cálculos do índice PET em microescala. Ao considerar a série histórica de 2010 a 2023, esta pesquisa identificou a ocorrência de eventos extremos de calor ao longo do período de estudo, com duração média de 3,8 dias, frequência de 1,45 eventos por ano e intensidade média de 1,37 °C. Durante um estudo de caso de OC, o modelo de mesoescala WRF indicou que a temperatura (°C) e a umidade relativa (%) apresentaram gradientes de 2,29 °C e 19,21 pontos percentuais, respectivamente, sobre o território da cidade. No entanto, os resultados do modelo microclimático UMEP indicaram altos valores médios de temperatura radiante média (acima de 40 °C) e zonas de estagnação de ventos em bairros da cidade, que impactaram negativamente o conforto térmico em áreas da cidade. Os dados do mapeamento do índice PET (°C) revelaram uma elevada amplitude térmica sobre João Pessoa (15,06 °C) em dia de calor extremo, com um valor máximo de 41,95°C. Esses resultados demostram que, durante uma Onda de Calor, diferentes padrões de uso e ocupação do solo urbano em João Pessoa podem intensificar o estresse térmico da população, mesmo em áreas onde não foram observados os maiores valores de temperatura do ar. Por fim, com base nos dados do censo de 2022, identificou-se que 34,58% da população local habita setores com elevado grau de estresse térmico positivo. A identificação de áreas mais suscetíveis ao calor extremo causados por Ondas de Calor é uma informação fundamental para que gestores e produtores do espaço urbano tornem as cidades mais resilientes e protejam a saúde da população frente a eventos extremos de calor mais frequentes e extremos.
Abstract: Heatwaves are sporadic meteorological phenomena characterized by an increase in air temperature over a large area, generally causing high thermal stress in urban populations. Additionally, the morphological and thermal characteristics of the urban surface can intensify the rise in air temperature. In Brazil, particularly in the Northeast region, the increasing duration and frequency of these extreme heat events have been documented by several studies. However, research on the impact of heatwaves on human thermal stress at the city scale, considering microclimatic, urban, and human aspects, remains scarce. Within this context, this research aims to assess the spatial variability of human thermal stress resulting from a heatwave in the city of João Pessoa through high-resolution mapping of the PET thermal comfort index. The proposed method identifies heatwaves based on maximum and minimum air temperature data (combined threshold) and employs numerical modeling at mesoscale and microscale, using the WRF and UMEP models, respectively, to estimate the meteorological and spatial data required for PET index calculations at the microscale. By analyzing the historical series from 2010 to 2023, this study identified the occurrence of extreme heat events over the study period, with an average duration of 3.8 days, a frequency of 1.45 events per year, and an average intensity of 1.37°C. During a case study of a heat wave, the mesoscale WRF model indicated that air temperature (°C) and relative humidity (%) showed gradients of 2.29°C and 19.21 percentage points, respectively, across the city. However, the results of the UMEP microclimatic model revealed high average values of mean radiant temperature (above 40°C) and areas of wind stagnation in some neighborhoods, negatively impacting thermal comfort in parts of the city. The PET (°C) index mapping data revealed a high thermal amplitude over João Pessoa (15.06°C) on extreme heat days, with a maximum value of 41.95°C. These findings indicate that, during a heatwave, different patterns of urban land use and occupation in João Pessoa can intensify population thermal stress, even in areas where the highest air temperature values were not observed. Finally, based on the 2022 census data, it was found that 34.58% of the local population resides in sectors with a high degree of positive thermal stress. Identifying areas most susceptible to extreme heat caused by heat waves is crucial for urban planners and policymakers to enhance city resilience and protect public health against increasingly frequent and intense extreme heat events.
Asunto: Climatologia urbana
Conforto térmico
João Pessoa (PB)
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Minas Gerais
Sigla da Institución: UFMG
Departamento: ARQ - ESCOLA DE ARQUITETURA
Curso: Programa de Pós-Graduação em Ambiente Construído e Patrimônio Sustentável
Tipo de acceso: Acesso Aberto
metadata.dc.rights.uri: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/pt/
URI: http://hdl.handle.net/1843/82121
Fecha del documento: 16-dic-2024
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