Temperatura de Superfície Terrestre (TST)

Conhecida também como "Temperatura de superfície" e abrangendo a "Temperatura máxima de superfície", compreenda a metodologia, aplicações e limitações deste dado

Marcela Fernandes da Costa

Última atualização há 5 meses


Introdução e Visão Geral

A Temperatura de Superfície Terrestre (TST) representa a temperatura radiométrica estimada para a superfície do solo em áreas urbanas e naturais, sendo um indicador essencial para o monitoramento ambiental e planejamento urbano. Esse dado permite analisar o fenômeno das ilhas de calor, identificar padrões térmicos urbanos e compreender a influência da vegetação e das superfícies construídas na regulação climática local.

A camada de TST é gerada a partir de imagens quinzenais do satélite Landsat-8, compostas em mosaicos das médias para os anos de 2016 a 2021, com tratamento descrito por Ermida (2020).

Resolução Espectral

Os dados de TST são derivados das bandas térmicas 10 e 11 do sensor TIRS do satélite Landsat-8, com resolução original de 100 metros, reamostrada para 30 metros.

Metodologia

A metodologia utilizada para o cálculo da Temperatura de Superfície Terrestre envolve diversas etapas, garantindo precisão e consistência nos valores extraídos:

  1. Aquisição das imagens – Coleta de imagens quinzenais do Landsat-8, formando mosaicos anuais para o período de 2016 a 2021.
  2. Processamento espectral – Conversão dos valores digitais (DN) das imagens em radiância espectral, utilizando a equação desenvolvida pela NASA.
  3. Conversão de temperatura – Aplicação da equação de Plank para transformar os valores de radiância em temperatura em Kelvin (K), posteriormente convertida para graus Celsius (°C).
  4. Correção atmosférica e refinamento dos dados – Utilização de um modelo empírico de regressão linear baseado na relação entre temperatura de brilho (Tb) e emissividade (ε = 0,95), conforme o algoritmo de Ermida (2020).
  5. Visualização e análise espacial – A distribuição da TST é representada por meio de heatmaps ou interpoladores de densidade (kernel), permitindo identificar padrões térmicos e variações climáticas intraurbanas.

A partir dessa metodologia, três indicadores específicos são derivados para a plataforma UrbVerde:

  1. Coeficiente de Ilha de Calor (disponível na página "Coeficiente de Ilha de Calor") – Reflete o nível de exposição das populações vulneráveis a intensidade da ilha de calor urbana em diferentes setores censitários, comparando temperaturas pixel a pixel em áreas urbanizadas, onde destaca-se o efeito positivo de áreas verdes e corpos hídricos sobre a habitação social.
  2. Temperatura Máxima de Superfície – Registra a temperatura máxima anual dentro de cada setor censitário urbano ao longo do período analisado. Esse dado é essencial para identificar regiões mais afetadas durante ondas de calor.
  3. Raster Temperatura Média 2016-2021 – Representa a temperatura média relativa ao longo dos anos, destacando ilhas de frescor na cidade e evidenciando o papel de resfriamento desempenhado por praças, parques e corpos hídricos.

Cuidados e Limitações

  • Influência da cobertura do solo – A temperatura superficial pode ser impactada por diferentes materiais, como asfalto, concreto e vegetação, sendo necessário interpretar os valores considerando o contexto urbano.
  • Dependência de dados de satélite – A exatidão da TST está sujeita à cobertura de nuvens e variações atmosféricas que podem influenciar a captação de dados pelos sensores. As temperaturas de superfície são representativas e tem sido utilizadas para o mapeamento de ilhas de calor urbano, porém seus valores absolutos de temperatura radiométrica diferem dos estimados em medições pontuais de temperatura do ar ou de superfícies específicas. Por isso são analisadas as temperaturas relativas, em relação a média urbana do municipío, sendo util para destacar e diferenciar áreas com temperatura acima da média (ilhas de calor) e áreas com temperatura abaixo da média (ilha de frescor), bem como a intensidade desses fenômenos.
  • Fontes
  • ERMIDA, S. L. Google Earth Engine Open-Source Code for Land Surface Temperature Estimation from the Landsat Series. Remote Sensing, 2020.
  • NASA. Landsat 8 Science Data Users Handbook. Disponível em: https://landsat.gsfc.nasa.gov/landsat-8/landsat-8-data-users-handbook.
  • Explore os Dados na Plataforma UrbVerde

    A Temperatura de Superfície Terrestre é um indicador crucial para o entendimento das variações térmicas urbanas e seus impactos ambientais. Acesse a Plataforma UrbVerde para visualizar mapas interativos e analisar como as temperaturas se distribuem na cidade, auxiliando na criação de estratégias para reduzir os efeitos das ilhas de calor e melhorar a qualidade ambiental urbana.