Cidades de clima frio criam mais calor urbano diurno

É frequente partir-se do princípio de que o calor urbano depende apenas do clima: regiões mais quentes dão origem a cidades mais quentes. O clima seria o agente determinante, enquanto os edifícios apenas existiriam dentro dele.

Essa ideia aplica-se a alguns aspectos, mas falha claramente noutros. Uma nova análise de 2.213 cidades conclui que são as cidades de clima frio - e não as desérticas - que produzem o mais intenso calor diurno adicional devido à forma como foram construídas.

Cartografar as armadilhas de calor urbano

O estudo foi conduzido por uma equipa liderada por Siwoo Lee, do Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST), na Coreia do Sul, em colaboração com investigadores do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL), nos EUA.

Os investigadores cruzaram dados de edifícios obtidos por satélite, temperaturas diárias do ar junto à superfície e uma tipologia de seis classes que categoriza cada quarteirão segundo a densidade e a altura dos edifícios. Em seguida, a aprendizagem automática relacionou a temperatura de cada pixel urbano com as estruturas existentes à sua volta.

O resultado oferece a primeira visão global a distinguir dois factores que os urbanistas há muito confundem: a ilha de calor causada pelo clima e a ilha de calor provocada pela forma construída.

Um valor para cada cidade

Desta análise nasceu uma nova métrica, designada pela equipa como TBE - o Impacto Térmico do Ambiente Construído Envolvente.

Em termos simples, o TBE quantifica o aquecimento adicional gerado pelos edifícios próximos de um determinado local, para lá daquele que o clima local já provoca.

Cada uma das 2.213 cidades recebeu um valor diurno e outro nocturno. Os dois mapas obtidos a partir desses valores são muito diferentes entre si.

O TBE diurno atingiu os valores máximos em regiões mais frias e húmidas. Já o TBE nocturno foi mais elevado em zonas áridas. Esta separação contraria a ideia de que os climas mais quentes produzem sempre as cidades mais quentes.

Os climas frios estão na dianteira

O aquecimento urbano durante o dia revelou-se mais intenso no nordeste da América do Norte, em zonas da Europa e na Ásia Oriental. Um quarteirão central típico numa cidade de clima frio registava quase 1 grau Fahrenheit (0,5 graus Celsius) a mais do que as áreas não edificadas em redor, exclusivamente devido à forma urbana circundante.

As cidades áridas apresentaram o efeito diurno mais fraco - aproximadamente um quinto dessa intensidade. A explicação está na forma como o calor se desloca. Nas regiões mais húmidas, os terrenos rurais libertam calor através da vegetação. A cidade, impermeabilizada pelo asfalto, não consegue fazê-lo.

A diferença torna-se maior quando a paisagem rural envolvente é mais verde. Estudos anteriores já o tinham sugerido, mas nunca numa comparação simultânea entre tantas cidades.

As noites áridas são mais quentes

Depois do anoitecer, o padrão inverte-se. As cidades áridas - em grande parte do Médio Oriente, no oeste da América do Norte e em zonas da Austrália - registam o maior aquecimento nocturno.

Materiais urbanos densos absorvem energia solar durante todo o dia em cidades como Phoenix ou Dubai. Após o pôr do sol, libertam lentamente essa energia acumulada, enquanto o deserto à volta arrefece depressa.

No conjunto de dados, cerca de 11% das cidades integraram o escalão de aquecimento diurno elevado. Pouco menos de 7% ficaram na categoria de aquecimento nocturno elevado, e os dois grupos quase não coincidem.

As regiões frias concentravam a maior proporção de pontos críticos diurnos. As regiões áridas reuniam os nocturnos. Em cada zona climática, a configuração local determinava o resultado.

Denso e alto

Em todas as zonas climáticas, os edifícios tiveram um papel decisivo. Os bairros de elevada densidade e com prédios altos produziram sistematicamente o maior aquecimento local, enquanto os quarteirões pouco densos e de baixa altura apresentaram o menor.

A densidade e a altura dos edifícios descreviam esse padrão quase tão claramente como o mapa climático. O que variava era a dimensão da diferença entre o dia e a noite.

Durante a noite, o calor acumulado no betão e no tijolo continua a irradiar muito depois do pôr do sol, acentuando o contraste entre os quarteirões densos e os terrenos abertos.

A morfologia urbana - a forma tridimensional de uma cidade - afirmou-se como uma segunda variável fundamental, a par do clima.

O cenário de 2070

A equipa projectou os cálculos até meados do século, com base em três cenários futuros de emissões e crescimento urbano. Um padrão foi comum a todos: as alterações climáticas dominam a mudança em 69% das cidades.

Em cerca de um terço das cidades, o clima e a forma urbana conjugam-se para elevar o aquecimento mais do que qualquer um dos factores elevaria isoladamente. Um estudo anterior já indicara que a morfologia e o clima interagem, mas este trabalho identifica onde isso ocorre, cidade a cidade.

A conclusão indica que a política climática, por si só, não resolverá o aquecimento urbano em todos os locais. Nas cidades onde a forma construída é um factor importante, decisões locais relativas à densidade, à altura e aos materiais podem alterar significativamente a trajectória.

Dois problemas distintos

O quadro divide-se nitidamente entre hemisférios. No Sul Global, mais de um quinto das cidades enfrenta aquecimento diurno causado sobretudo pela alteração da forma urbana, à medida que novos horizontes de edifícios e quarteirões mais densos acrescentam calor estrutural às alterações climáticas.

Nas cidades do Norte Global, a relação inverte-se. Cerca de 60% são dominadas pelo clima, tendo as suas formas construídas sido definidas há muito tempo. O que agora muda é a atmosfera sobre elas.

Esta divisão acompanha estudos anteriores baseados em temperaturas medidas ao nível da rua, e não por satélite. Em conjunto, os resultados mostram que o mesmo problema global assume estruturas diferentes consoante o local onde a cidade se encontra.

Planos de arrefecimento adaptados

Durante décadas, a mitigação do calor urbano assentou num pequeno conjunto de soluções generalistas: mais árvores, pavimentos mais claros e telhados frios. São instrumentos úteis, mas têm sido aplicados de forma demasiado abrangente.

A equipa da UNIST e do PNNL defende que estas medidas devem ser utilizadas de forma diferente, conforme o que realmente está a impulsionar o calor em cada cidade.

As cidades do Sul Global em rápido crescimento têm uma oportunidade para repensar a densidade, a altura e os materiais antes de o horizonte urbano ficar consolidado. Nas cidades mais ricas do Norte Global - onde as formas urbanas estão em grande medida definidas - a maior margem de actuação reside na vegetação e no arrefecimento ao nível da rua.

Pela primeira vez, é possível comparar uma cidade como Mumbai com uma cidade como Munique segundo o mesmo critério. A questão já não é apenas até que ponto uma cidade vai aquecer, mas que parte do sistema está a reter o calor - e qual delas ainda pode ser redesenhada.