The relationship between the urban heat island, use and land cover and energy balance in São Paulo: evaluation of thermal field of public leisure parks

A Ilha de Calor Urbana no município e Região Metropolitana de São Paulo foi estudada por uma série de autores da Geografia e Meteorologia através da aplicação de metodologias de estudos empíricos na avaliação do fenômeno. A vigente pesquisa apresenta uma nova metodologia na avaliação do campo térmico urbano e o conjunto de variáveis climáticas e antrópicas que o condicionam. Para tal foi realizado o seguinte teste de hipótese: a dinâmica territorial da Ilha de Calor Urbana corresponde às interações entre as condições sinóticas, uso e cobertura do solo e balanço de energia. Além desta, dentre os diversos objetivos específicos, o estudo contou com a avaliação do campo térmico dos parques públicos de lazer. Para tal foram utilizados os métodos descritivo, seguido do comparativo e análise integrada descritiva, aliados a uma simbiose entre aplicações de técnicas de sensoriamento remoto e geoprocessamento. Um total de nove imagens do satélite Landsat-5 sensor TM no período de 2007 a 2011 foram utilizadas na geração de imagens termais, posteriormente estas foram vetorizadas e sobrepostas a padrões oficiais de uso do solo, também foram adotados índice de vegetação, fotografias áreas, cartas e boletins sinóticos e dados de campo referentes à temperatura do ar, umidade relativa, precipitação, direção e velocidade do vento, evaporação e radiação solar global. O modelo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) foi aplicado a três imagens do mapeador temático Landsat-5 de diferentes datas, através do mesmo foram gerados mapas de albedo da superfície, saldo de radiação à superfície, fluxo de calor sensível e latente. Os resultados demostraram a veracidade da hipótese, a conformação e dinâmica territorial da Ilha de Calor Urbana corresponderam a diferentes condições de tempos sinóticos, os quais determinaram o transporte de umidade do oceano para atmosfera continental e por seguinte transformaram o balanço de energia local. Foram verificados três diferentes padrões territoriais, em todos eles os padrões de uso do solo ligados a comércio e serviços, armazéns e indústrias que apresentaram índice de biomassa vegetal igual zero, obtiveram a melhor correlação espacial com o fenômeno. O cenário chamou atenção para a preservação e expansão do arboreto urbano, parques e unidades de conservação, visto que estes demonstraram ser a fonte para redução da temperatura da superfície urbana.The Urban heat island in the city and metropolitan region of São Paulo has been studied by several authors in the areas of geography and Meteorology through the application of methodologies of empirical studies on the evaluation of the phenomenon. Our research presents a new methodology in the evaluation of the urban thermal field and the set of climatic and anthropogenic variables that influence it. To this end, the following hypothesis testing was conducted: the territorial dynamics of the urban heat island corresponds to the interactions between synoptic conditions, use and coverage of the soil and energy balance. Additionally, among several other specific objectives, the study was also preoccupied with the evaluation of the thermal field of public parks. For such purpose we applied the descriptive method, followed by the comparative method and descriptive integrated analysis, combined with a symbiosis between applications of remote sensing and GIS techniques. A total of nine satellite images Landsat-5 TM sensor in the period from 2007 to 2011 were used on thermal imaging, these were later vectorized and superimposed on official standards of land use. Other than that, vegetation index, air photographs, letters and synoptic bulletins and field data related to air temperature, relative humidity, precipitation, wind direction and speed, global solar radiation and evaporation were also adopted. The model SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) was applied to three thematic mapper images Landsat-5 from different dates; through these images were generated albedo maps from the surface, the surface radiation balance, sensible and latent heat flux. The results proved the hypothesis true, the conformation and territorial dynamics of the urban heat island corresponded to different conditions of synoptic climates, which determined the humidity transportation from the ocean into continental atmosphere and, consequently, transformed the balance of local energy. Three different territorial patterns were investigated; in all of them the land use patterns linked to trade and services, warehouses and industries that showed the index of plant biomass equal zero obtained the best spatial correlation with the phenomenon. The scenario drew attention to the preservation and expansion of the urban arboretum, parks and protected areas since these proved to be the source for the development of thermal environmental urban quality