41 years of the Landsat thermal satellite and its contribution to the study of the urban surface heat island (USHI) in the Metropolitan Area of Rio de Janeiro (MARJ)

Authors

  • Andrews José de Lucena Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
  • Vitor Fonseca Vieira Vasconcelos de Miranda Universitat de Valencia
  • Liz Barreto Coelho Belém Universidade Federal do Rio de janeiro
  • Randy Rodrigo Gonçalves dos Santos Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

DOI:

https://doi.org/10.21579/10.21579/issn.2526-0375_2025_n1_75-104

Keywords:

Satélites Landsat, ilha de calor urbana de superfície, Região Metropolitana do Rio de Janeiro

Abstract

This paper presents the contribution of the Landsat thermal satellite, since its inception in 1984, to the study of the Urban Surface Heat Island (USHI) in the Metropolitan Area of Rio de Janeiro (MARJ). The objective is to map the USHI using the Land Surface Temperature (LST), derived from the thermal bands of the Landsat satellite, and the vegetation cover using the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), according to the seasons of the year; to rank the hottest/mildest cities and to analyze the temporal/seasonal trend of the USHI and NDVI in the two hottest cities. The extensive Landsat time series favored the temporal-spatial analysis of four decades of LST and NDVI. The results show that the MARJ is a favorable space for the occurrence of an urban heat island, spatially polynucleated, since the complexity of spaces and land uses in the metropolis offers a diversity of nuclei, whether in the Central Area, North Zone and West Zone of the capital or in the urban interior of Baixada Fluminense and metropolitan East, with different temperature magnitudes. This fact suggests a concept more appropriate to the phenomenon of urban climate in metropolises: the Metropolitan Heat Island (surface).

Author Biographies

  • Andrews José de Lucena, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

    Possui graduação e licenciatura plena em Geografia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - UFRJ (2002), Mestrado em Geografia pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro - UERJ (2005) e Doutorado em Ciências Atmosféricas pelo Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia - COPPE/UFRJ (2012). Atualmente é Professor Associado D2 no Departamento de Geografia (Instituto de Geociências) da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) na graduação e no Programa de Pós-Graduação da instituição. Atua na linha do Clima Urbano e seus métodos, integra projetos de pesquisa e extensão em Climatologia Geográfica, Meteorologia Urbana, Modelagem Atmosférica-Hidrológica e Sensoriamento Remoto em Áreas Urbanas. É membro/coordenador do Laboratório de Geografia Física Aplicada (LIGA: http://liga.ufrrj.br/), vinculado ao Programa de pós graduação em Geografia da UFRRJ. Gerencia o site www.climatologia.com.br, com informações da climatologia urbana da cidade e região metropolitana do Rio de Janeiro. É o presidente da Comissão de Mudanças Climáticas da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro.

  • Vitor Fonseca Vieira Vasconcelos de Miranda, Universitat de Valencia

    Graduado em Ciências Matemáticas e da Terra - Especialização em Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento (2017) e também em Meteorologia (2024), com um Mestrado em Geociências-Meteorologia (2020), todos obtidos pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Desde 2014, trabalha com Sensoriamento Remoto, onde tem grandes interesses em interações superfície-atmosfera com ênfase em: Balanço de Energia e Água, Temperatura da Superfície Continental (TSC), Evaporação e Transpiração da Terra, mudanças ambientais em superfícies naturais (e.g. Ilha de Calor Urbana, Urbanização e Desmatamento) e eventos extremos (e.g. Secas e Ondas de Calor). Atualmente é candidato de Doutoramento em Sensoriamento Remoto pelaa Universitat de Valencia, trabalhando no Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA) no âmbito do programa LandSAF.

  • Liz Barreto Coelho Belém, Universidade Federal do Rio de janeiro

    Doutoranda em Meteorologia na Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Possui graduação em Bacharelado em Ciências Matemáticas e da Terra - Habilitação em Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento (2017) e mestrado em Meteorologia com ênfase em Radiação e Sensoriamento Remoto (2019) pela UFRJ. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento e de tratamento e aquisição de dados meteorológicos. Linha de pesquisa voltada para o projeto Análise de Dados de Sensoriamento Remoto no Estudo da Urbanização, que consiste em utilizar dados de sensoriamento remoto para o monitoramento de áreas urbanas com o intuito de compreender as implicações da urbanização na saúde humana, no funcionamento de ecossistemas e nas condições de tempo do COMPERJ. Bem como, estudos voltados para condições meteorológicas associadas as extremas secas na Bacia Amazônica, Monitoramento de Área Queimada no Pantanal e Cerrado, Análise de Ondas de Calor e Mortalidade, utilizando dados de sensoriamento remoto e dados in situ, com o intuito de verificar os impactos no meio ambiente.

  • Randy Rodrigo Gonçalves dos Santos, Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
    Graduando em Geografia, na modalidade Licenciatura, pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ). Atuou como Bolsista de Iniciação Científica entre 2022 e 2024 pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ), onde desenvolveu o projeto de pesquisa intitulado "Estimativa e Análise da Temperatura da Superfície Continental (TSC) e da Ilha de Calor Urbana (ICU) na cidade do Rio de Janeiro por sensoriamento remoto das imagens ASTER", nas décadas de 2001 à 2010 e 2011 à 2020. É membro ativo do Laboratório de Geografia Física Aplicada (LIGA) na UFRRJ e tem se dedicado ao aprimoramento das técnicas e metodologias de pesquisa em Geotecnologias. Participa e apresentou trabalhos em eventos relacionados às áreas de Geografia Física, Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto.

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Published

2025-09-29

Issue

Vol. 70 No. 1 (2025)

Section

Dossiê “Clima Urbano”

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