Análisis de la respuesta de la temperatura de superfcie al crecimiento urbano utilizando series temporales modis

Abstract

El crecimiento urbano modifica drásticamente los patrones espaciales de cobertura natural. El reemplazo de estas coberturas por superficies impermeables alteran los flujos de energía, generando la formación de Islas de calor en las áreas con mayor densidad de edificaciones. En la actualidad la dinámica del crecimiento urbano está asociada a procesos de expansión de las ciudades hacia áreas periféricas. Esto produce cambios significativos y acelerados de la cobertura del suelo, incrementando la superficie impermeable con posibles efectos sobre el clima local. El objetivo de este trabajo es determinar la respuesta de la temperatura de superficie (TS) ante los procesos de crecimiento urbano, tomando como modelo el conglomerado urbano del Gran San Miguel de Tucumán en el Noroeste de Argentina. Mediante el análisis de series temporales de TS, derivada de imágenes MODIS, se reconstruyó la variación de temperatura entre 2000 y 2010 (diurna y nocturna) asociada a los procesos de densificación y expansión urbana. El aumento de la TS diurna se encuentra más fuertemente asociada con los procesos de expansión urbana, mientras que el aumento de la TS nocturna está asociado más fuertemente con los procesos de densificación urbana. Estos resultados muestran el gran impacto que tienen los procesos de expansión urbana sobre los flujos de energía y la fuerte asociación que existe entre densidad de construcciones y la temperatura nocturna, una característica típica de la formación de islas de calor urbanas. Debido a que la TS responde de forma directa e inmediata a los cambios en los patrones espaciales de cobertura del terreno, representa un dato central en los análisis de crecimiento urbano y cambio climático asociado a las ciudades. El acelerado proceso de urbanización de la población mundial necesita de este tipo de análisis para poder comprender las relaciones entre urbanización, cambio de uso del suelo y cambio climático con el objetivo de planificar el futuro de las ciudades bajo diferentes escenarios.

Urban growth drastically changes the spatial patterns of natural cover. Replacement of natural land cover by impervious surfaces alters the energy flows, promoting «heat islands» formation in the areas with the highest density of buildings. At present, urban growth dynamic is associated with sprawl into outlying areas. This produces significant and rapid changes in land cover, increasing impervious surface with possible effects on the local climate. The objective of this paper is to determine the response of the surface temperature (ST) to urban growth processes, using Gran San Miguel de Tucumán metropolitan area, in Northwestern Argentina, as a study case. By analysing time series ST, derived from MODIS images, I have reconstructed temperature variation between 2000 and 2010 (day and night) associated with the processes of densification and urban expansion. Increase in daytime ST is more strongly associated with urban expansion, while the increase in nocturnal ST is associated more strongly with urban densification processes. These results show the great impact of urban expansion processes of energy flows and the strong association between building density and night temperatures, a typical characteristic of the formation of «urban heat islands». Because ST responds directly and immediately to changes in the spatial patterns of land cover and represents a central factor in the analysis of urban growth and climate change associated with cities. The rapid urbanization of the world population needs this type of analysis in order to understand the relationships between urbanization, land use change and climate change in order to plan the future of cities under different scenarios.