Tempestades de verão são mais fortes e frequentes em áreas urbanas

Tempestades de verão são geralmente mais frequentes, intensas e concentradas sobre cidades do que sobre áreas rurais, de acordo com novas observações detalhadas de oito cidades e seus arredores. Os resultados podem mudar a forma como os planejadores urbanos se preparam para inundações em suas cidades, especialmente à medida que as áreas urbanas se expandem e as mudanças climáticas alteram os padrões climáticos globais.

O novo estudo conclui que mais tempestades se formam sobre áreas urbanas e seus limites do que em áreas vizinhas, e que cidades maiores intensificam mais as chuvas do que cidades menores. A pesquisa foi publicada em O futuro da Terra.

“Espera-se que as cidades se tornem mais populosas e aumentem de tamanho nas próximas décadas”, disse Herminia Torelló-Sentelles, cientista atmosférica da Universidade de Lausanne e autora principal do estudo. “Ser capaz de quantificar o risco de inundação urbana é importante para o planejamento urbano e ao projetar sistemas de drenagem urbana.”

O efeito da chuva foi relatado em estudos de cidades únicas, mas a nova pesquisa buscou tendências e diferenças entre várias cidades. As diferenças nos padrões de precipitação urbana destacam a necessidade de continuar estudando a atividade de tempestades em cidades ao redor do globo, disse Torelló-Sentelles.

Tomando cidades de assalto

Algumas tempestades têm chuva que cai uniformemente, como um aspersor, enquanto outras deixam cair chuva em rajadas concentradas, como uma mangueira de incêndio. O novo estudo descobre que as cidades podem transformar tempestades em mangueiras de incêndio, deixando cair rajadas de chuva sobre pequenas áreas urbanas em vez de espalhar a chuva sobre uma área maior. Essas rajadas concentradas de chuva podem exacerbar os riscos de inundação se a infraestrutura da cidade não puder lidar com o dilúvio.

A maioria das cidades está produzindo mais tempestades do tipo mangueira de incêndio do que as áreas rurais. As cidades também estão gerando mais tempestades do que seus arredores, e cidades maiores estão gerando tempestades mais fortes do que cidades menores.

“Não é só a intensidade da precipitação que importa quando você olha para o risco de inundação. É também como ela é distribuída pelo espaço”, disse Torelló-Sentelles. “Se você tem uma quantidade muito grande de precipitação caindo sobre uma área muito pequena, isso pode causar o colapso do sistema de drenagem em uma área urbana.”

Vários fatores podem estar causando a criação e intensificação de tempestades urbanas, disse Torelló-Sentelles. As cidades são geralmente mais quentes do que seus arredores frios, úmidos e densos em vegetação, o que pode fazer com que o ar seja atraído para as cidades e elevado. Esse ar quente e elevado então se condensa em nuvens de chuva sobre os centros urbanos.

Tempestades também são frequentemente formadas quando o ar é elevado sobre cadeias de montanhas, produzindo nuvens de chuva nos picos das montanhas. Como mini cadeias de montanhas, os horizontes das cidades podem criar ambientes favoráveis ​​para a elevação de massas de ar e a criação de tempestades.

“Você pode pensar em uma cidade como um obstáculo”, disse Torelló-Sentelles. “Quando uma tempestade está se movendo em sua direção, o ar pode ser levantado sobre e ao redor dela.”

A poluição por aerossóis suspensa na atmosfera sobre as cidades também pode aumentar ou diminuir as chuvas.

Os pesquisadores usaram sete anos de dados meteorológicos de alta resolução de oito cidades na Europa e nos Estados Unidos (Milão, Itália; Berlim, Alemanha; Londres e Birmingham, Reino Unido; Phoenix, Arizona; Charlotte, Carolina do Norte; Atlanta, Geórgia; e Indianápolis, Indiana) para rastrear a formação e a intensidade das tempestades de verão nas cidades e seus arredores. As cidades variaram em tamanho, clima e formato urbano, mas todas estão em regiões relativamente planas e longe de grandes corpos d’água — fatores que podem influenciar os padrões locais de precipitação.

Os pesquisadores monitoraram a formação e a evolução de tempestades fora e sobre as cidades e seus limites, identificando a direção média, a intensidade média, a intensidade máxima e a área de cada tempestade.

Eles descobriram que mais tempestades se formaram sobre cidades e seus limites em comparação com áreas rurais próximas. As tempestades geralmente eram mais intensas sobre os centros das cidades ou sobre as bordas das cidades, como em Berlim e Birmingham. Cidades maiores tiveram maior intensificação de chuvas do que cidades menores: em cidades menores, a chuva se intensificou de 0,9% a 3,4%, enquanto aumentou de 5,2% para 11% nas maiores cidades em comparação com áreas periféricas. Algumas cidades também tiveram uma intensificação de chuvas muito maior durante horários específicos do dia.

A precipitação também se tornou mais concentrada espacialmente sobre áreas urbanas em até 15%. Rajadas concentradas de precipitação podem sobrecarregar os sistemas de gestão de água urbana mais do que a precipitação distribuída uniformemente.

Fortes tempestades aumentam risco de inundações urbanas

Áreas urbanas cada vez maiores podem gerar e amplificar mais tempestades do que seus arredores, mesmo que as mudanças climáticas continuem a intensificar tempestades em todo o mundo. O impacto combinado do crescimento urbano e das mudanças climáticas pode estressar os sistemas de águas pluviais urbanas e levar a inundações mais frequentes e severas.

Embora os pesquisadores tenham encontrado algumas tendências consistentes em todas as cidades, cada cidade mudou os padrões de precipitação de maneiras únicas. Por exemplo, enquanto a maioria das cidades teve tempestades com rajadas de chuva mais fortes do que seus arredores, Berlim e Charlotte tiveram chuvas mais dispersas. Em Atlanta, as tempestades se intensificaram mais durante o dia, enquanto as tempestades em Birmingham se intensificaram apenas durante a noite. E, ao contrário das outras seis cidades estudadas, Berlim e Phoenix não tiveram mais tempestades iniciadas sobre a cidade do que nas áreas vizinhas.

Esses resultados destacam a necessidade de estratégias e estudos de planejamento urbano individuais, incluindo mais cidades, disse Torelló-Sentelles. À medida que o clima muda e o mundo se urbaniza, cidades individuais precisarão desenvolver suas próprias estratégias de adaptação e mitigação.

“Precisamos estudar uma variedade maior de cidades para que possamos generalizar as descobertas e determinar quais características da cidade têm os maiores efeitos no potencial de modificação de chuvas das cidades”, disse ela. “Os mecanismos que impulsionam as chuvas urbanas são bastante complexos, e ainda precisamos pesquisar mais esses processos.”