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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais
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A RELAÇÃO ENTRE OS ASPECTOS GEOECOLÓGICOS E ANTRÓPICOS PARA
A CONFORMAÇÃO DO CLIMA URBANO DE VIÇOSA-MG EM SITUAÇÃO
SINÓTICA DE ESTABILIDADE EM 2015
LUDMILLA ALVES FERNANDES1 EDSON SOARES FIALHO2
RESUMO O intenso processo de urbanização e expansão da malha urbana nas últimas décadas leva a configurações contrastantes a área urbana de Viçosa, as quais, sem dúvida, repercutem de maneira diferenciada no campo térmico. Com o intuito de compreender a natureza e o comportamento dos elementos climáticos e a sua relação com os fatores de ordem natural e humana no município, foram instalados 9 pontos de coleta de dados na sua área central dotados de dataloggers da marca HOBO, modelo U10-003. Além desses dados utilizou-se do Sky View Factor (SVF), os aspectos geoecológicos da área de estudo, e os elementos antrópicos da paisagem. Palavras-chave: Clima Urbano, Aspectos Geoecológicos, Aspectos Antrópicos, Sky View Factor.
ABSTRACT The intense process of urbanization and expansion of the urban área in the last decades leads to contrasting settings urban área of Viçosa (MG), which undoubtedly reverberate differently in the termal field. In order to understand the nature and behavior of climatic elements and their relationship with the factors of natural and human order in the city, they were installed nine data collection points in its central área equipped with dataloggers HOBO, model U10-003. In addition to these data, are observed the Sky View Factor (SVF), the geoecological aspects of the analysed area and the anthropic landscape elements. Key words: Urban Climate, Geoecological Aspects, Anthropic Aspects, Sky View Factor.
1 – Introdução
Segundo Santos (1980) o crescimento das cidades e o processo de urbanização
promoveram o surgimento de diferentes níveis de vida intraurbana, uma vez observadas
paisagens que são funcional e estruturalmente diversas. Identificar esses múltiplos níveis de
vida inserida no espaço urbano é de suma importância para que sejam identificados e
definidos também os fatores causadores da diferenciação climática.
O município de Viçosa tem uma população de cerca de 72.000 habitantes. Desde o
final da década de 1990 a velocidade do processo de urbanização e expansão da malha
1 Acadêmica do curso de Geografia da Universidade Federal de Viçosa, membro do Laboratório de Biogeografia e Climatologia (BIOCLIMA – UFV). Bolsista FAPEMIG pelo projeto “Transformações e conformações de uma paisagem em reconstrução: as repercussões na dinâmica climática local decorrente do processo de urbanização na área urbana de Viçosa”, nº 184322. E-mail: [email protected] 2 Professor adjunto III do departamento de Geografia da Universidade Federal de Viçosa, coordenador do Laboratório de Biogeografia e Climatologia (BIOCLIMA – UFV), professor colaborador do Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do Espírito Santo. E-mail: [email protected]
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urbana vem aumentando devido, sobretudo, à expansão da universidade que afetou
diretamente o centro da cidade no que tange o processo de verticalização, levando à
configurações climáticas contrastantes na área urbana. Hoje, de acordo com estudos
desenvolvidos pelo BIOCLIMA – UFV na área central já se observa um centro de calor,
conforme Fialho (2009).
O centro apresenta intensa verticalização, alto índice de impermeabilização do solo,
pouca ou nenhuma cobertura vegetal e grande fluxo de veículos, sobretudo nos horários de
pico determinados, sobretudo, pela Universidade Federal de Viçosa, uma vez que é
necessária a passagem pelo centro dos que se direcionam ao campus ou regressam do
mesmo, fomentando um maior fluxo de pessoas e veículos no local. Em contrapartida, os
bairros periféricos (Barrinha, Amoras, Nova Viçosa) apresentam maior disponibilidade de
calor sensível devido ao tipo de construção, qualidade ou variação da existência da
pavimentação das ruas.
Observam-se ainda os bairros residenciais (Ramos, Clélia Bernardes, Fátima e
outros), onde há grande presença de vegetação. As características de um espaço
arborizado condicionam uma menor absorção de ondas curtas e uma emissividade de
ondas longas mais eficaz, resultando num resfriamento mais eficiente.
Sendo assim, a produção e o consumo do espaço resulta no retrabalho da natureza
primitiva e um “novo meio ambiente” é criado através da ação humana. Para Landsberg
(2006, p. 25), a identificação da mudança no clima, ao nível da cidade, causada por uma
transformação urbana/social é muito difícil de ser identificada. Isso se deve ao fato de
muitas vilas e cidades terem sido construídas em áreas nas quais as condições que
governam o clima são muito complexas, como o município de Viçosa, no domínio
morfoclimático dos Mares de Morros (AB’SABER, 2003) A partir disso, a investigação será
conduzida com a finalidade de compreender a natureza e o comportamento dos elementos
climáticos e a sua relação com os fatores de ordem natural e humana.
2 – Materiais e métodos
Foram utilizados 9 pontos de coleta de dados na área central do município de
Viçosa, cujas características estão contidas na Tabela 1. Cada ponto contém um miniabrigo
meteorológico alternativo de PVC, tal como em Alves (2015) e Fialho e Paulo (2014), com
um termohigrômetro datalogger HOBO acoplado em seu interior. Esse foi previamente
programado para realizar registros horários. Os abrigos são instalados seguindo o padrão
das estações meteorológicas determinado pela Organização Mundial de Meteorológia
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(OMM) e destacado por Varejão-Silva (2006) numa distância de 1,50m entre a superfície e a
base. Os dados obtidos são coletados via cabo USB para o software HOBOware.
Tabela 1 – Caracterização do entorno dos pontos de coleta no município de Viçosa – MG
Hobo Ponto Localização Altitude Caracterização
11 1 Estação 712 m Meia encosta, árvores ao entorno, baixo fluxo de
pessoas e veículos.
13 2 Vereda do Bosque 699 m Área residencial, quintal declivoso com presença
de vegetação arbustiva ao entorno.
14 3 Rua Santana 651 m Área residencial, próximo a um ribeirão e
vegetação arbustiva.
15 4 Coelhas 679 m Área rural, com predominância de pastagem.
17 5 Museu Arthur
Bernardes 655 m
Área central e comercial. Presença maciça de prédios e fluxo intenso de veículos. Algumas
árvores ao redor do ponto
18 6
Fátima 678 m
Área residencial, com pouco comércio, fluxo médio de veículos e pouca vegetação
20 7 Santa Clara 736 m Área residencial, lote vago ao lado, baixo fluxo de
veículos. Topo de morro
22 8 Avenida Ph Rolfs 664 m Área central, comercial, com prédios ao entorno, fluxo intenso de veículos. Pouca área vegetada
31 9 Lourdes 678 m Área residencial. Maior presença de casas, rua
com fluxo médio de veículos. Árvores e construções ao redor
Organização: Ludmilla Alves Fernandes
Os registros analisados constam de 3 a 10 de junho de 2015, período no qual o
Sistema Tropical Atlântico se mostrou como o sistema predominante, segundo interpretação
feita das cartas sinóticas disponibilizadas pela Diretoria de Hidrologia e Navegação da
Marinha do Brasil (https://www.mar.mil.br/dhn/chm/meteo/prev/cartas/cartas.htm). As
condições de estabilidade se mostram ideais para a análise da influência do sítio e desenho
urbano – fatores antrópicos – no ambiente citadino, ao passo que não há a atuação de
fenômenos que causam instabilidade atmosférica e homogenizam os microclimas locais.
Para a análise dos dados foram definidos três turnos: manhã (6h00min até 11h00min), tarde
(12h00min até 18h00min) e noite (19h00min até 5h00min, considerando desde o pôr ao
nascer do Sol).
2.1 – Parâmetros utilizados
No nível escalar do microclima as influências do desenho urbano sobre o clima da
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cidade podem ser identificadas, medidas e analisadas de múltiplas formas, uma delas é
através do Fator de Visão do Céu, ou Sky View Factor (SVF). Segundo Minella, Rossi e
Krüger (2010), o SVF está relacionado à quantidade de céu visível, ou seja, a quantidade de
céu disponível para a dispersão de energia térmica. Os valores variam entre 0 e 1, ao passo
que quanto mais próximo de 0 maior a obstrução da abóbada celeste e quanto mais próximo
de 1 menor a obstrução da mesma.
Todavia, os valores de SVF devem ser relacionados às características do próprio
sítio, visto que a configuração da área urbana estudada possui um perfil bastante variado.
Alguns locais com SVF menores podem estar sujeitos durante o dia à influência do
sombreamento das superfícies verticais mais altas, alterando o comportamento térmico
esperado. As superfícies mais altas do que as circunvizinhas podem estar promovendo a
reflexão da radiação solar para fora do cânion urbano, fazendo com que as temperaturas do
ar próximo ao solo não sejam diretamente influenciadas por essa característica. Daí a
importância de analisar consecutivamente outros parâmetros.
As fotografias hemisféricas dos nove pontos de coleta foram disponibilizadas pelo
BIOCLIMA – UFV e após serem tratadas foram inseridas no software Rayman, para o
cálculo do Sky View Factor e inserção da trajetória solar .
Para a análise topoclimática foi feito um detalhamento prévio das diferenças do sítio
e do uso da terra como suporte para a compreensão da formação do clima e dos fatores
causadores da diferenciação climática derivados dos diversos arranjos espaciais e da
interação sociedade-natureza no ambiente citadino. Para a caracterização geográfica da
cidade foram elaborados e analisados mapas temáticos de hipsometria-geomorfologia,
declividade e exposição de vertentes através do software ArcMap 10.1. Além disso, foi
interpretado o mapa temático de classificação do uso da terra, elaborado no âmbito do
BIOCLIMA – UFV.
3 – Resultados e Discussões.
A posição, orientação e declividade das vertentes são atributos do relevo que
influenciam na definição do clima (MENDONÇA e DANNI-OLIVEIRA, 2007). Ainda de
acordo com esses autores, a posição, orientação e declividade das vertentes influenciam na
conformação climática. A orientação das vertentes (Figura 1) permite que sejam
visualizadas áreas nas quais a insolação é mais ou menos intensa, levando à compreensão
da influência da sua localização topográfica na conformação do campo térmico. De acordo
com a trajetória do sol no Hemisfério Sul, as vertentes voltadas para leste recebem maior
insolação no período da manhã e as vertentes voltadas para oeste a recebem em maior
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intensidade no período da tarde. Os pontos do Museu Arthur Bernardes e do bairro de
Lourdes, voltados pra Norte, apresentaram temperaturas mais elevadas durante o período
de análise.
As regiões de superfície ondulada terão o fator declividade modificando a relação
superfície/radiação incidente (MENDONÇA, DANNI-OLIVEIRA, 2007). Os pontos que
apresentaram maior declividade (Figura 2) foram os localizados no bairro Coelhas e Vereda
do Bosque, enquanto os que apresentaram menor declividade foram o da Rua Santana,
Museu Arthur Bernardes e bairro de Lourdes. Dois dos pontos (Museu e Lourdes) que
apresentaram menor declividade, e, portanto maior incidência da radiação, foram os que
apresentaram também as maiores temperaturas. Já os pontos do bairro Coelhas e Vereda
do Bosque, que apresentaram maior declividade e consequentemente menor incidência
direta de radiação, foram aqueles onde as temperaturas se mantiveram, na maioria dos
dias, amenas.
A análise altimétrica mostrou que a diferença entre os pontos não ultrapassa 85
metros, amplitude essa calculada entre o ponto Santa Clara e Rua Santana. Essa diferença
demonstra que a altitude não apresentou grande influência nos dados de temperatura
obtidos, visto que “o gradiente vertical média da Troposfera é de 0,6ºC/100 m” (MENDONÇA
e DANNI-OLIVEIRA, 2007).
Qualquer análise inicial para o estudo de um clima urbano requer observação tanto
da topografia do sítio como dos modelos de morfologia urbana (MASCARÓ, 1996). Assim, a
localização dos pontos no próprio ambiente urbano se mostrou como um dos fatores
determinantes para as modificações térmicas.
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Figura 1 – Orientação de vertentes dos pontos de coleta de dados no município de Viçosa (MG).
Fonte de dados: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes
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Figura 2 – Declividade dos pontos de coleta de dados no município de Viçosa (MG). Fonte de dados: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes
De acordo com a classificação do uso da terra utilizado, os pontos localizados no
Museu Arthur Bernardes, Avenida PH Rolfs e Fátima foram aqueles que apresentaram
maior presença de área edificada, enquanto os pontos do bairro Coelhas, Vereda do Bosque
e Estação foram os que apresentaram maior parcela de vegetação baixa, mata e gramado,
corroborando com a literatura que diz ser a vegetação um fator que ameniza as
discrepâncias térmicas, tal como demonstrado por Teixeira e Lucas (2014).
Além disso, a influência da morfologia urbana pode ser observada na Tabela 2 que
demonstra os valores do Sky View Factor para cada ponto analisado. Ademais, a partir da
trajetória do sol (Figura 3) em cada um dos pontos de coleta, é possível visualizar a partir de
qual período do dia o ponto passar a receber radiação solar direta e quando deixa de
recebê-la, assim observa-se o tempo de recebimento e o turno (Tabela 3).
Estação (1) V. do Bosque (2) Rua Santana (3)
Coelhas (4) Museu (5) Fátima (6)
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Figura 3 – Fotografias hemisféricas com trajetória solar dos pontos de coleta em Viçosa (MG).Fonte: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes
Tabela 2 – Fator de Visão do Céu (SVF) dos pontos de coleta no município de Viçosa – MG.
LOCALIZAÇÃO PONTO SVF LIMITAÇÃO DO HORIZONTE
Estação 1 0.736 26.4%
Vereda do Bosque 2 0.577 42.3%
Rua Santana 3 0.379 62.1%
Coelhas 4 0.828 17.2%
Museu Arthur Bernardes 5 0.492 50.8%
Fátima 6 0.580 42.0%
Santa Clara 7 0.670 33.0%
Avenida PH Rolfs 8 0.311 68.9%
Lourdes 9 0.541 45.9%
Fonte: BIOCL.IMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes
Tabela 3 – Horário de radiação direta nos pontos de coleta no município de Viçosa – MG.
HOBO
HORA
HOBO LOCALIZAÇÃO NÚMERO 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
11 Estação 1
13 Vereda do Bosque 2
14 Rua Santana 3
15 Coelhas 4
17 Museu Arthur Bernardes 5
18 Fátima 6
20 Santa Clara 7
Santa Clara (7) PH Rolfs (8) Lourdes (9)
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21 Avenida Ph Rolfs 8
22 Santa Rita 9
31 Lourdes 10
Fonte: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes
A partir dessas considerações, é possível analisar a conformação térmica nos três
turnos de análise. No turno da manhã (Tabela 4) observa-se que o ponto do bairro Coelhas
se mostra mais quente que os demais, enquanto a noite apresenta temperaturas menores.
Essa situação representa bem a dinâmica onde áreas rurais esquentam e resfriam mais
rapidamente que áreas urbanas. Fato esse que pode ser observado também no período da
noite, quando o ponto Coelhas apresenta a menor média térmica, demonstrando que o
resfriamento também acontece rapidamente em comparação com os demais. O PH Rolfs,
em contrapartida, não recebe radiação solar direta e ainda apresenta temperaturas elevadas
durante todos os turnos, o que possivelmente está atrelado às condições antrópicas,
levando em consideração o elevado fluxo de pessoas e veículos, principalmente nesse
turno. Por fim, o ponto instalado no bairro de Fátima, que também apresenta temperaturas
elevadas, recebe radiação direta entre 11 e 17 horas, período no qual a atmosfera, já
aquecida, condiciona ao ponto tais valores.
Tabela 4 – Média da temperatura (ºC) nos pontos de coleta no município de Viçosa – MG no período entre 03 e 10 de maio de 2015.
Estação
V. Bosque R. Santana Coelhas Museu Fátima Sta Clara Ph Rolfs Lourdes
Ponto 1 2 3 4 5 6 7 8 9
MANHÃ 12,43 14,13 13,48 17,51 13,57 16,51 14,96 15,48 15,85
TARDE 22,19 23,58 21,22 24,67 23,83 24,83 24,30 24,86 25,21
NOITE 16,79 15,59 16,52 13,52 18,01 16,64 18,01 16,78 17,70
Fonte: BIOCLIMA – UFV. Organização: Ludmilla Alves Fernandes
No turno da tarde, o ponto do bairro de Lourdes aparece também entre as maiores
médias térmicas, podendo ser explicado devido às características naturais do sítio sobre o
qual a cidade foi construída. O ponto localiza-se na extremidade do vale no qual a área
central está instalada, à meia encosta. Embora apresente uma parcela considerável de área
verde, a conformação do relevo faz com que a entrada e saída de ar seja dificultada,
dificultando também a dissipação de calor. Por outro lado, o ponto da Rua Santana
apresenta a menor média térmica. Segundo Amorim (2013), as áreas da cidade com maior
concentração de áreas verdes, ou as próximas a reservatórios d’água, propiciam o declínio
da temperatura. A vegetação, nesse caso, atenua as diferenças térmicas, fato que pode ser
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observado também ao comparar as médias dos pontos localizados na Estação, Rua
Santana e Coelhas, que em relação aos demais apresentaram os menores valores de
temperatura.
Por fim, no turno da noite o ponto do Museu Arthur Bernardes apresentou a maior
média térmica, corroborando com a hipótese de que em locais onde há maior densificação
de objetos urbanos e fluxo de veículos e pessoas, como esse ponto e o instalado na
Avenida P.H Rolfs, tendem a apresentar maiores valores de temperatura. É válido ressaltar
que ambos estão entre aqueles de maior valor do Sky View Factor. O ponto da Avenida PH
Rolfs com SVF de 0.311 tem o horizonte limitado em 68.9%, o ponto do Museu Arthur
Bernardes com o SVF 0.492 e limitação de 50.8% e bairro de Lourdes 0.541 e limitação de
45.9% da abóbada celeste.
O ponto da Rua Santana apresentou, também, uma grande limitação da abóbada
celeste, onde 62,1% estão obstruídos. Porém, deve-se considerar que tal obstrução
consiste, em sua maioria, pela vegetação que está no entorno do ponto, o que ameniza
suas temperaturas, e a presença de um córrego próximo ao ponto. Por outro lado, o ponto
da Estação, que apresentou as menores médias térmicas, foi aquele onde o índice do SVF
foi maior e a limitação do horizonte menor.
4 – Considerações Finais
Diante dos resultados apresentados notou-se que os fatores de influência na
conformação do campo térmico analisados possuem relações mútuas.
Os pontos situados em locais onde a morfologia urbana se caracteriza por
apresentar áreas abertas e naturais, foram aqueles onde a obstrução celeste se mostrou
menor, facilitando os processos de absorção e emissão de calor, ou seja, as trocas de calor
entre a superfície e a atmosfera. Esses pontos apresentaram as menores médias no período
de análise, o inverso foi observado para aqueles onde há maior obstrução da abóbada
celeste.
A geometria urbana e o uso e cobertura da terra se mostraram como elementos de
grande peso na configuração térmica, uma vez que a vegetação se mostrou, de fato, como
um fator que ameniza a temperatura. Enquanto nos pontos locais onde há maior densidade
de objetos urbanos e fluxo de veículos e pessoas, as médias apresentadas foram elevadas
comparadas com as demais.
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As diferenças térmicas entre os três turnos esteve atrelada, na maior parte das
análises, às condições geoecológicas e/ou antrópicas. Esse fato permite afirmar que o clima
urbano do município de Viçosa está condicionado a dois fatores opostos que atuam de
forma conjunta para a conformação do campo térmico.
É de suma importância, portanto, pensar na configuração do campo térmico urbano
como resultado de um conjunto de variáveis que se interrelacionam, de modo que o
complexo ambiente térmico urbano torna-se tal através dessas relações.
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