Water balance as a subsidy to green roofs for conservation of the Restinga Massambaba (Arraial do Cabo), RJ, Brasil

As relações entre clima e meio ambiente têm se destacado em estudos geográficos a partir do final do século XX, enquanto a população brasileira e mundial, cada vez mais concentrada em áreas urbanas, tem sentido efeitos climáticos da degradação dos ecossistemas e das alterações no sistema superfície-atmosfera. As mudanças climáticas previstas pelo IPCC para ocorrerem até 2100 aumentam a preocupação sobre populações de menor renda, que sofrem de maneira diferenciada aos efeitos do clima. Nesse sentido, o objetivo deste estudo foi avaliar fatores climáticos potenciais e limitantes para a adaptação urbana ao clima quente e seco no entorno da Restinga de Massambaba, como uma política pública para o município de Arraial do Cabo, no Estado do Rio de Janeiro. Foram utilizados dados climáticos de estações meteorológicas do INMET para estimar a disponibilidade hídrica dos períodos de 1961-1990 e 2008-2014 e de dois cenários de previsões de mudanças climáticas do IPCC. A temperatura de superfície (LST) foi estimada no programa de SIG Quantum GIS com imagens de bandas multiespectrais e termal obtidas pelo satélite Landsat 8 em um dia no período de verão. Os arquivos vetoriais de Arraial do Cabo foram obtidos pelo IBGE no Censo Demográfico de 2010. Os balanços hídricos dos cenários IPCC indicaram aumento da deficiência hídrica e da evapotranspiração potencial até 2100. O período 2008-2014 apresentou menores temperaturas do ar médias mensais e maiores valores de precipitação acumulada anual que o período da normal climatológica, sugerindo aumento da evapotranspiração como primeiros efeitos de mudanças climáticas. Para os tetos verdes, a escassez de chuvas limita os tipos de cultivos possíveis ou demanda irrigação controlada, porém o plantio exclusivo de espécies nativas da Restinga de Massambaba tem mais condições de sucesso no clima quente e seco. A LST estimada para Arraial do Cabo foi maior em salinas desativadas, solo exposto escuro, centro do município e centros comerciais dos distritos, quando comparadas as demais áreas do município. Como as áreas que acumulam calor em superfície alteram seu balanço hídrico local, as de maior LST foram consideradas como potenciais para a contribuição climática de tetos verdes, revertida na atenuação do calor superficial e na reintrodução de água no ciclo hidrológico pela evapotranspiração. Como diversas salinas desativadas e áreas naturais estão sendo transformadas em urbanas com modelo construtivo que promove o calor superficial e a impermeabilização do solo, é importante que os tetos verdes sejam considerados em instrumentos de planejamento territorial, como no Plano Diretor de Arraial do Cabo. O balanço hídrico permitiu avaliar condições climáticas dos períodos analisados e indicar tendências da disponibilidade de água e da temperatura do ar. A LST estimada permitiu indicar potenciais e limitantes climáticos para a implementação de tetos verdes em Arraial do Cabo, que poderão permear espécies da biodiversidade nativa pelo tecido urbano, com plantas de usos conhecidos pela população local e incentivos de projetos públicos e particulares. Por fim, será importante a inserção dos tetos verdes como tema de Educação Ambiental e da capacitação para adaptação urbana às condições climáticas do século XXIThe weather and environment relations were highlighted in geographical studies since the late twentieth century, when the Brazilian and world population increasingly concentrated in urban areas is feeling weather effects from ecosystem degradation and changes in surface-atmosphere system. Climate changes predicted by IPCC to occur until 2100 increase concern about the low-income populations, who suffer differently to climate effects. In this sense, the objective of this study was to evaluate potential and limiting climatic factors for urban adaptation to hot and dry climate surrounding the Restinga Massambaba, as a public policy for the city of Arraial do Cabo, State of Rio de Janeiro. Climatic data from INMET weather stations were used to estimate water availability of 1961-1990 and 2008-2014 periods and two sets of climate change IPCC forecasts. The land surface temperature (LST) was estimated at GIS program Quantum GIS with images of multispectral and thermal bands obtained by the Landsat 8 in one day in the summer period. Arraial do Cabo shapefiles were obtained by the IBGE Census in 2010. The water balance of the IPCC scenarios indicated increases in water stress and potential evapotranspiration up to 2100. The 2008-2014 period showed lower average monthly air temperatures and highest annual cumulative rainfall than the climatological normals period, suggesting increased evapotranspiration as the first effects of climate change. For green roofs, the lack of rainfall limits the possible types of crops or demand controlled irrigation, but the exclusive planting of Restinga de Massambabas native species have more success conditions in the hot and dry climate. The LST estimated to Arraial do Cabo was higher in disabled salt fields, dark exposed soil, city and districts centers, when compared to other areas of the city. As the areas that accumulate heat at the surface alter your local water balance, the higher LST were considered as potential for climate contribution of green roofs, reverting in surface heat attenuation and water reintroduction in the hydrological cycle by evapotranspiration. Because disabled salt fields and natural areas are being transformed into urban areas with constructive model that promotes superficial heat and soil sealing, it is important that green roofs are considered territorial planning instruments, such as the Master Plan of Arraial do Cabo. The water balance allowed to evaluate climatic conditions of the analyzed periods and to indicate trends of water availability and air temperature. The estimated LST allowed to indicate climatic potential and limiting for the green roofs implementation in Arraial do Cabo, which may permeate native biodiversity species at urban tissue, with known uses plants by the local population and incentives from public and private projects. Finally, will be important the green roofs integration as an environmental education theme and urban training for adaptation to the XXI century climate condition