Impacto das mudanças no uso e cobertura da terra sobre a variabilidade do calor sensível na APA de Itupararanga

Abstract

O fluxo de calor sensível (H) é um dos componentes do fluxo de energia superficial que afetam diretamente o balanço energético urbano. As mudanças no uso e cobertura da terra (UCT) modificam a transferência de calor entre a superfície e a atmosfera durante as trocas de energia e fluxos de água, os quais influenciam a distribuição de energia disponível em formas de calor latente, sensível e do solo. A partição da energia solar na superfície terrestre entre calor latente, evaporação e calor sensível é um processo fundamental no sistema climático e um fator principal no controle do ciclo hidrológico terrestre. Técnicas de sensoriamento remoto, quando integradas ao Sistema de Informação Geográfica (SIG) e modelos matemáticos, demonstram potencial significativo para fornecer informações confiáveis e essenciais sobre o balanço de energia em escala temporal. O objetivo do estudo é analisar espacialmente e temporalmente os impactos das mudanças no uso e cobertura da terra sobre o calor sensível da Área de Proteção Ambiental de Itupararanga entre os anos de 1986 e 2021. Para o cálculo do calor sensível foi utilizada parte da arquitetura do algoritmo Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL) e aplicado no software ArcGIS 10.8. O aumento considerável nas classes de UCT, como culturas temporárias e áreas urbanizadas, e redução na pastagem ao longo na série histórica estudada, influenciaram substancialmente o calor sensível na área em estudo. O incremento das áreas de culturas temporárias, exerceu influência sobre a diminuição no calor sensível durante os anos analisados em razão dessas áreas serem mais úmidas devido a constante irrigação em função da demanda hídrica que essas culturas necessitam. O crescimento das áreas urbanizadas apresentou um comportamento incomum no calor sensível, dado que houve uma diminuição do H em áreas urbanizadas. Apesar do calor sensível ter diminuído de modo geral nas áreas urbanas, ainda se observa que essa classe de UCT apresentou as maiores médias de calor sensível ao longo dos anos. O ano de 1994 se destacou por apresentar os menores valores de calor sensível, atribuídos a condições climáticas atípicas.

Sensible heat flux (H) is one of the surface energy flux components that directly affect the urban energy balance. Changes in land use and land cover (LULC) alter the heat transfer between the surface and the atmosphere during energy and water flux exchanges, which influence the distribution of available energy in the form of latent, sensible, and ground heat. The partitioning of solar energy at the Earth's surface between latent heat, evaporation, and sensible heat is a fundamental process in the climate system and a key factor in controlling the terrestrial hydrological cycle. Remote sensing techniques, when integrated into the Geographic Information System (GIS) environments and mathematical models, demonstrate significant potential to provide reliable and essential information on energy balance at temporal scales. The objective of the study is to spatially and temporally analyze the impacts of changes in land use and land cover on sensible heat in the Itupararanga Environmental Protection Area between the years 1986 and 2021. To calculate sensible heat, part of the architecture of the Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL) algorithm was used and applied in the ArcGIS 10.8 software. The considerable increase in LULC classes, such as temporary crops and urbanized areas, and the reduction in pastureland over the historical series studied, substantially influenced the sensible heat in the study area. The increase in temporary crop areas exerted an influence on the decrease in sensible heat during the years analyzed because these areas are more humid due to constant irrigation, given the water demand that these crops require. The growth of urbanized areas presented an unusual behavior in sensible heat, as there was a decrease in H in urbanized areas. Although sensible heat generally decreased in urban areas, it is still observed that this LULC class presented the highest average sensible heat values over the years. The year 1994 stood out for presenting the lowest sensible heat values, attributed to atypical climatic conditions.