Urban Heat Island Dynamics and 2030 Thermal Scenario in Pokhara, Nepal Using Landsat and CA– Markov Modeling

As cidades não são apenas coleções de edifícios e estradas; são máquinas complexas que interagem com o sol e o ar de maneiras que alteram o clima local. Quando o solo natural coberto por terra e plantas é substituído por concreto, asfalto e telhados, a superfície muda a forma como absorve e retém o calor. A vegetação resfria o ar através de um processo semelhante ao suor, onde a água evapora das folhas, enquanto o solo nu e as superfícies pavimentadas absorvem a energia solar e a liberam lentamente, muitas vezes tornando a área significativamente mais quente do que o campo circundante. Este fenômeno, conhecido como ilha de calor urbana, é uma preocupação crescente para os planejadores urbanos e residentes, uma vez que o aumento das temperaturas pode sobrecarregar os sistemas de energia, piorar a qualidade do ar e ameaçar a saúde humana. Compreender como esses padrões térmicos evoluem requer olhar para a cidade não apenas como um mapa de ruas, mas como uma superfície viva que respira, aquece e resfria em resposta à terra abaixo dela.

No coração do Himalaia, a cidade de Pokhara, Nepal, está passando por uma transformação rápida que oferece uma visão clara deste processo. Um estudo recente focou na área urbana central da cidade, uma zona específica de cerca de 37 quilômetros quadrados onde o desenvolvimento mais intenso está ocorrendo. Os pesquisadores buscaram entender como a mudança de terras agrícolas para edifícios alterou a temperatura do solo ao longo da última década. Eles analisaram imagens de satélite tiradas em 2014, 2019 e 2024 para rastrear mudanças no que cobre a terra. Ao utilizar ferramentas computacionais avançadas, eles mapearam onde culturas, florestas, água e assentamentos estavam localizados e, em seguida, mediram a temperatura real da superfície do solo nesses mesmos anos. Eles também utilizaram um modelo matemático para projetar como a cidade poderá ser em 2030, permitindo-lhes ver como essas mudanças poderiam afetar os níveis de calor futuros.

Os resultados pintam um quadro de uma cidade que está ficando mais quente à medida que cresce. Em 2014, a área de estudo era dominada pela agricultura, com plantações cobrindo quase 78 por cento da terra, enquanto os assentamentos ocupavam apenas cerca de 20 por cento. Até 2024, o equilíbrio mudou dramaticamente. A área coberta por assentamentos, incluindo estradas, edifícios e infraestrutura de aeroporto, cresceu para quase 38 por cento, enquanto a terra usada para agricultura encolheu para cerca de 56 por cento. Esta perda de espaço verde e cultivado foi substituída por superfícies impermeáveis que não resfriam o ar. À medida que a cobertura do solo mudou, a temperatura do solo subiu acentuadamente. A temperatura média da superfície na área de estudo aumentou de pouco menos de 30 graus Celsius em 2014 para quase 37,5 graus Celsius em 2024. Os pontos mais quentes, que atingiram temperaturas acima de 36 graus em 2014, estavam disparando para mais de 44 graus em 2024.

O estudo confirmou que o tipo de cobertura do solo é o principal motor dessas diferenças de temperatura. Áreas cobertas por florestas e vegetação densa permaneceram as mais frias, enquanto terras áridas, solo exposto e canteiros de obras tornaram-se as mais quentes. Os assentamentos, com sua mistura de edifícios e estradas, também registraram temperaturas muito altas, frequentemente rivalizando com a terra nua. Os pesquisadores descobriram que, conforme a cidade se expandia, os fragmentos de vegetação verde tornaram-se mais fragmentados, quebrando o efeito de resfriamento contínuo que grandes campos e florestas proporcionam. Esta fragmentação significou que a influência de resfriamento das plantas foi reduzida, permitindo que o calor se acumulasse mais facilmente nas novas áreas desenvolvidas. Os dados mostraram uma ligação clara: onde o índice de vegetação caiu, a temperatura do solo subiu.

Para garantir que suas medições fossem precisas, os pesquisadores compararam seus dados de satélite com outras fontes. Eles verificaram suas leituras de temperatura do solo contra dados de um sistema de satélite diferente que fornece visões mais amplas e de menor resolução, encontrando uma forte concordância entre os dois. Eles também observaram os registros de temperatura do ar de uma estação meteorológica local para ver se as tendências coincidiam. Embora a temperatura do solo medida pelos satélites fosse naturalmente mais alta do que a temperatura do ar medida a dois metros acima do solo, as tendências eram consistentes, mostrando que a superfície estava de fato aquecendo em sintonia com o crescimento da cidade. Esta verificação cruzada deu aos pesquisadores confiança de que seus mapas de calor eram confiáveis.

Olhando para o futuro, os pesquisadores utilizaram um modelo computacional para simular o futuro da cidade com base nas tendências observadas na última década. O modelo sugere que, se os padrões atuais continuarem, a área de assentamento se expandirá para cobrir mais da metade da zona urbana central até 2030, deixando menos da metade para a agricultura. Esta projeção indica que as áreas que experimentam a intensidade de calor mais intensa também crescerão. O modelo prevê que, até 2030, mais da metade da área de estudo poderá entrar nas categorias de alta ou extremamente alta intensidade de calor. Estas zonas quentes devem se concentrar em torno do núcleo urbano denso, do aeroporto e dos principais corredores de transporte, criando uma paisagem onde o calor é a característica dominante.

As descobertas servem como um aviso e um guia para o futuro. O estudo destaca que a rápida conversão de terras agrícolas e espaços abertos em áreas construídas é diretamente responsável pelo aumento do calor em Pokhara. Sugere que, sem intervenção, a cidade continuará a aquecer, com as zonas mais quentes expandindo para cobrir a maioria do núcleo urbano. Os pesquisadores enfatizam que proteger os espaços verdes remanescentes, gerenciar superfícies expostas e integrar estratégias de resfriamento no planejamento urbano são passos essenciais para mitigar esta tendência. Ao usar dados de satélite para monitorar estas mudanças, os planejadores urbanos podem identificar as áreas de maior risco e priorizar esforços para trazer a vegetação de volta ao tecido urbano, garantindo que a cidade permaneça habitável à medida que continua a crescer.