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Dentre as diversas aplicações do sensoriamento remoto destaca-se a obtenção de informações de temperatura superficial, que se dá devido conversão do calor interno de um objeto em energia radiante, e para grande parte dos objetos há uma alta correlação positiva entre a temperatura cinética verdadeira do objeto e o fluxo radiante proveniente dos mesmos. Assim, esse fluxo radiante emitido pelos objetos pode ser captado e registrado por sensores de infravermelho a bordo de plataformas orbitais ou aerotransportadas (Jensen, 2009).

O infravermelho termal compreende a faixa do espectro eletromagnético entre 8 e 14 µm e tem importância em trabalhos de sensoriamento remoto por estar associado com as emissões máximas de calor de um corpo (Fitz, 2008). O vapor de água, ozônio e carbono podem causar interferência nos dados obtidos pelo sensoriamento remoto termal, para evitar que isso aconteça e reduzir as distorções nas medições de temperatura que podem ser causadas pela atmosfera, é utilizada a faixa do espectro eletromagnético que vai de 10,5 a 12,5 µm para posicionar as bandas espectrais dos sensores de infravermelho termal (Salisbury, 1992).

Os termômetros específicos ou sensores que atuam na faixa do infravermelho termal podem ser usados para aferir a temperatura do ar e de superfície. A utilização de termômetros para aquisição de dados geralmente relaciona-se com a existência de estações meteorológicas, que depende de recursos humanos especializados para calibração de equipamentos e acompanhamento das atividades, assim como periodicidade de monitoramento. Para contornar algumas dessas dificuldades tornou-se frequente a utilização de produtos resultantes de sensores termais, principalmente devido à proximidade dos valores obtidos por medição e estimados pelo sensor (Santos, 2010).

Atualmente existe uma gama de sensores termais a bordo de sensores orbitais ou aerotransportados, que atuam em diferentes resoluções espaciais, espectrais e temporais. As informações provenientes desses sensores têm sido significativamente empregadas em estudos sobre variabilidade termal dos mares e oceanos e sobre mudanças na cobertura e uso do solo (Gillett et al., 2008; Amiri et al., 2009; Zhang et al., 2007; Weng et al., 2002).

A crescente utilização de dados orbitais proveniente do infravermelho termal está associa- se, dentre outras coisas, a proximidade dos dados de temperatura gerados a partir dos sensores com os dados de temperatura do ar medidos em estações meteorológicas. Gusso et

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al. (2007) utilizaram imagens do sensor AVHRR a bordo dos satélites NOAA-15 e NOAA- 16 e três métodos para mapear a temperatura da superfície terrestre no Rio Grande do Sul. A diferença entre a temperatura do ar e a temperatura estimada pelos métodos esteve entre 2,5 e 3,1 °C e valores de correlação entre 0,73 e 0,7; o que possibilitou concluir que o sensor é adequado para estimar temperatura da superfície terrestre, visto que os resultados se aproximaram da temperatura do ar medida por instrumentos meteorológicos convencionais.

A partir de dados de infravermelhos termal fornecidos pela banda espectral 6 do sensor TM a bordo do satélite Landsat 5, Sobrinho et al. (2004) utilizaram três métodos para recuperação da temperatura da superfície terrestre e compararam os resultados obtidos com a temperatura da superfície terrestre medida in situ. Para a temperatura da superfície terrestre obtida pela equação de transferência radiativa, que só é aplicável quando há disponibilidade de radiossonda in situ está disponível, com aceitável desvio quadrático médio. Os algoritmos de Qin et al. (2001) e Jiménez-Muñoz e Sobrino (2003), citados por Sobrinho et al. (2004), não necessitam de radiossonda in situ, e apresentaram também valores aceitáveis de desvio quadrático médio, com melhores resultados obtidos com o algoritmo de Qin et al. (2001).

Schwarz et al. (2012) trabalham com conceito de ilhas de calor urbana e ilha de calor urbana de superfície, que podem ser quantificados com medições meteorológicas de temperatura do ar ou com temperatura de superfície terrestre detectadas remotamente. A aplicação da metodologia se deu por voos aéreos para captação de dados de temperatura de superfície terrestre e medições de campo da temperatura do ar em estações meteorológicas na cidade de Leipzig, na Alemanha. O estudo mostrou que a temperaturas do ar e da superfície terrestre estão relacionados, sendo a correlação maior quando considerado o pixel individual. A análise de variância indicou que as classes de cobertura do solo apresentaram influência estatisticamente significativa (p < 0,01) entre ambas temperaturas.

Existe uma série de fatores que podem influenciar tanto a temperatura de superfície como a temperatura do ar. Os fatores externos são incidência de radiação, ciclo diário e anual, latitude, tipos de cobertura, topografia, altitude, influência antrópica, entre outros. Já os fatores internos são umidade, composição química dos elementos do solo, entre outros (Santos, 2010).

O processo de alteração do uso e cobertura do solo por meio da substituição de cobertura natural e utilização destes espaços nas atividades antrópicas, é um dos fatores que tem

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causado impactos no campo térmico local com a elevação da temperatura, podendo ocasionar desde simples desconforto térmico até ilhas de calor, sendo esta última decorrente de alterações mais robustas na temperatura, fenômeno observado em grandes cidades (Sousa e Ferreira, 2012).

A interferência de atividades antrópicas, por meio de ações como desmatamento, queimadas, aumento da mancha urbana, construção de edificações urbanas, impermeabilização resultante de construção de calçadas e asfaltos são responsáveis por significativas mudanças no uso e cobertura do solo que influencia o comportamento termal, tendendo para o aumento do registro de temperatura (Santos, 2010, Sousa e Ferreira, 2012). Os materiais urbanos possuem padrões de refletividade que favorecem a absorção da radiação solar que, na busca do equilíbrio térmico, emitem maior quantidade de calor sensível (Sousa e Ferreira, 2012).

Muitos estudos estão utilizando o processamento de imagens na faixa do infravermelho termal para estimar a temperatura de superfície terrestre e buscar compreender a relação entre o uso e cobertura do solo com a radiação, a seguir serão citados alguns deles. Amiri et al. (2009) utilizaram imagens do Landsat TM 4 e 5 e Landsat 7 ETM + da região metropolitana de Tabriz no Irã para analisar a variabilidade temporal do uso e cobertura da terra e da temperatura da superfície terrestre. O estudo mostrou que área de vegetação apresentava baixas temperaturas e à medida que ocorriam as mudanças de uso de solo devido a urbanização, a temperatura se elevou.

Kauwe et al. (2013) consideraram a dinâmica espacial e temporal da temperatura da superfície terrestre para quantificar sua resposta aos eventos de precipitação a partir de dados de satélite geoestacionário. Os autores concluíram que a variação da temperatura está intimamente ligada aos tipos de cobertura do solo, que áreas mais densamente vegetadas, têm a resposta mais fraca às chuvas, enquanto em regiões com pouca vegetação ou desnudas tiveram variação mais alta da temperatura.

O estudo desenvolvido por Jenerette et al. (2016) utilizou imagens aéreas, com resolução espacial de 7 metros, da região metropolitana de Phoenix, AZ USA, para gerar dados térmicos e relacioná-los com características sociais sobre percepções de paisagens e doenças causadas pelo calor. Esses dados foram analisados juntamente com a classificação de cobertura terrestre, buscando compreender a influência da composição da paisagem na variabilidade de temperatura da superfície terrestre. Os resultados mostraram grandes

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diferenças de temperatura, durante o dia variaram entre 35,1 e 67,4 ° C e durante a noite variaram entre 15,1 e 32,1 ° C.

Os trabalhos citados apresentam a importância e diferentes possibilidades de utilização dos dados obtidos de sensores do infravermelho termal. A análise dos mapas de temperatura de superfície terrestre desenvolvidos neste estudo auxiliam no entendimento de alguns processos envolvidos na evolução dinâmica de uso e cobertura do solo.

4.5. MODELAGEM DA DINÂMICA AMBIENTAL DO USO E COBERTURA