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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.14.2012.tde-16032013-100911
Document
Author
Full name
Rafael Jonas Righi Batista
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2012
Supervisor
Committee
Goncalves, Fabio Luiz Teixeira (President)
Monteiro, Leonardo Marques
Rocha, Rosmeri Porfirio da
Title in Portuguese
Climatologia e previsão climatológica, via modelo RegCM3, de índices de conforto térmico para a região metropolitana de São Paulo
Keywords in Portuguese
biometeorologia
conforto térmico
mudanças climáticas
Abstract in Portuguese
Como o tempo e o clima influenciam o homem e a sociedade são alvos de estudo desde que Hipócrates, 400 a.C., escreveu "Ares, águas e lugares". A partir do século XX, desenvolveram-se índices de conforto térmico (CT) que, apesar de apresentarem limitações, mostraram-se capazes de quantificar essas interações através de uma aplicação maleável e acessível. Observa-se que apesar de parte dos estudos biometeorológicos abordarem as mudanças climáticas, poucos tratam da projeção de índices para cenários futuros. Assim, o objetivo geral desse trabalho foi avaliar o comportamento climatológico do Índice de Desconforto (ID), Temperatura Resultante (TR) e Temperatura Resultante com o vento (TRv) na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e projetá-los para o futuro, através das simulações do modelo regional climático (MCR) RegCM3, para os anos de 1960 a 1990, 2010 a 2040 e 2070 a 2100. O MCR foi forçado pelo Modelo de Circulação Geral da Atmosfera (MCGA) ECHAM5, de acordo com o cenário de emissões A1B, estabelecido pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC). Assim, é realizada uma avaliação dos meses de maior desconforto na RMSP com base nos dados da estação meteorológica do IAG através dos quantis. Maior foco é dado nos quantis superiores e inferiores (QS e QI) que representam as situações de maior desconforto e exercem influência em populações vulneráveis, como a dos idosos. A Raíz Quadrada do Erro Médio elevado ao Quadrado (RMSE) e o Erro Médio (EM, viés) das séries de dados, simuladas e observadas, demonstram uma subestimativa da temperatura para todo o ano, por parte do modelo. Já o RMSE e EM, da umidade relativa e vento, variam de acordo com a época do ano, possuindo períodos de maior e menor precisão. A título comparativo, também foram obtidos o RMSE e EM dos índices de conforto térmico simulados e observados. No período de 1960-1990, ID passa de 17,4°C para 20,1°C em 2070-2100, representando um aumento de 2,8°C; enquanto que TRv vai de 11,8°C para 14,7°C no mesmo período, tendo aumento de 2,9°C. Nota-se que o aumento de ID ocorre de forma gradativa com o passar dos anos, diferentemente de TRv, que aumenta de forma significativa a partir de 2070. Observa-se também que as médias diárias de ID e TRv tendem a se distribuir em quantis intermediários e superiores, indicando que ao longo dos anos, a RMSP tende a ter noites e tardes mais quentes, traduzindo em invernos menos desconfortáveis (em relação ao frio) e verões mais desconfortáveis (em relação ao calor). Os resultados obtidos corroboram IPCC (2007b), que também aponta para uma redução dos dias frios em regiões de médias e baixas latitudes, associado a um aumento na ocorrência de ondas de calor, de forma a oferecer grandes riscos à populações vulneráveis.
Title in English
Climatology and climatological forecasting of thermal comfort indexes by RegCM3 model for the metropolitan region of São Paulo.
Keywords in English
biometeorology
climate change
thermal comfort
Abstract in English
How weather and climate influence man and society, are main targets since Hippocrates wrote "Airs, waters and places", 400 BC. Thermal comfort indices, in development since the twentieth century, are able to quantify these interactions by flexible and accessible applications, despite their own limitations. Although part of the biometeorological studies address climate change, only few deals with future scenarios. Therefore, the main objective is to evaluate the climatological behavior of thermal comfort indices, such as the Discomfort Index (ID), Resultant Temperature (TR) and the Resultant Temperature with the wind (TRv) in the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP). Climatological behavior is analyzed for three time slices (1960 to 1990, 2010 to 2040 and 2070 to 2100) through the Regional Climate Model (RCM) RegCM3. The RCM is forced by General Circulation Model (GCM) ECHAM5, according to the A1B emissions scenario, established by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). More attention is given to the superior and inferior quantiles (QS and QI) representing the situations of greater thermal discomfort because of their influence on vulnerable populations such as elderly people. An initial assessment about the months of greatest discomfort in MRSP was made based on data from the meteorological station of IAG. The Root Mean Square Error (RMSE) and the Mean Error (EM, related to bias) of the time series from observed and simulated data show a models underestimation of the temperature throughout the year. The RMSE and EM for relative humidity and wind vary with the season containing periods of higher and lower accuracy. The RMSE and EM for simulated and observed indices were obtained as well due to comparison reasons. In 1960-1990 period, ID presents an average of 17.4°C and in 2070-2100, an average of 20.1°C, representing an increasing of 2.8°C; meanwhile TRv goes from 11.8°C to 14.7°C over the same period, an increasing of 2.9°C. It is show that ID is increased gradually over the years, unlike TRV, which significantly increases from 2070. It is also observed that daily means of ID and TRv in future tends to be distributed in middle and upper quantiles, indicating that the MRSP tends to have nights and afternoons that will be warmer over the years, translating into less uncomfortable winters (cold related) and more uncomfortable summers (heat related). The results corroborate IPCC (2007b) which also points to a reduction of cold days in regions of middle and low latitudes, associated with an increased occurrence of heat waves providing great risks to vulnerable populations.
 
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Publishing Date
2013-04-03
 
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