Caracterización de la isla de calor urbana superficial en la ciudad de Cuenca mediante imágenes satelitales

La expansión y el desarrollo urbano no controlado han alterado en gran medida la estructura de la cobertura de suelo a escala mundial. El cambio drástico del uso de suelo repercute en efectos secundarios importantes en los procesos de equilibrio energético en la superficie de la tierra. Así, las tasas crecientes de superficies impermeables han dado lugar a patrones anormales en la temperatura de la superficie terrestre (LST). Las áreas con una tasa de urbanización relativamente alta, como las ciudades densamente pobladas, probablemente serán más vulnerables a los impactos no deseados del LST. El carácter atractivo de las ciudades desarrolladas debido a la comodidad de vida potencialmente alta en términos de transporte, recreación e industrialización es el principal factor que desencadena las fluctuaciones en los valores de LST. La formación de islas de calor urbano superficial (SUHI) está estrechamente relacionada con los patrones LST y con la estructura de uso de suelo. Es importante tener presente que las islas de calor urbano es uno de los impactos más comunes derivado del proceso de urbanización. La expansión no planificada sobre todo de superficies impermeables puede aumentar potencialmente la posibilidad de que se suscite el fenómeno SUHI. La tecnología de teledetección es una herramienta valiosa para la determinación y cuantificación del efecto SUHI en un área determinada. En este estudio se investiga la evaluación temporal del efecto SUHI en la ciudad de Cuenca. El estudio tiene como objetivo investigar la isla de calor urbana superficial en función de la temperatura de la superficie terrestre estimada a partir de la banda 10 del sensor infrarrojo térmico (TIRS) del satélite Landsat-8 para el periodo comprendido entre 2013-2017. Los resultados confirman la existencia de un efecto SUHI en la ciudad, con intensidades variables dentro de emplazamientos específicos; las parroquias El Sagrario, Cañaribamba, San Blas, Gil Ramírez, Totoracocha y Sucre son las principales áreas que están siendo perjudicadas por los efectos de las islas de calor. Tales parroquias poseen superficies con la presencia de SUHI en más del 50% de su territorio y presentan valores de LST promedio que oscilan entre 34.28 y 35.97 ºC. Adicionalmente, los resultados mostraron que los valores promedios de LST en el área urbana fueron al menos 3.83 a 4.87 °C más alto que en las áreas no desarrolladas. Además, la correlación positiva entre LST y NDBI mostró un efecto amplificador de la magnitud SUHI en los sectores desarrollados, mientras que las áreas con predominio de vegetación atenuaron el efecto SUHI. Por otra parte, los centros urbanos, agrupados en algunas partes de la ciudad, recibieron el peor índice de evaluación ecológica. Finalmente, es menester mencionar que la adopción de medidas para guiar la planificación urbana, es una alternativa necesaria para mitigar el efecto de las islas de calor y proporcionar confort térmico en las zonas urbanas, esto con el fin de garantizar la calidad de vida de la población de la ciudad de Cuenca.

Expansion and uncontrolled urban development have greatly altered the structure of land cover on a global scale. Drastic change of land use causes important secondary effects in the processes of energy balance on the Earth’s surface. Consequently, increasing rates of impermeable surfaces have given place to abnormal patterns of land surface temperature (LST). Areas with relatively high urbanization rates, such as densely populated cities, will probably be more vulnerable to non-desirable impacts of LST. The attractive nature of developed cities, due to potentially high life comfort in terms of transportation, recreation and industrialization, is the main factor that triggers fluctuations in LST values. The formation of surface urban heat islands (SUHI) is closely related with LST patterns and with land use structure. It is important to keep in mind that surface urban heat islands is one of the most common impacts derived from the process of urbanization. The unplanned expansion, mostly of impermeable surfaces can potentially increase the possibility of SUHI phenomenon to happen. Remote sensing technology is a valuable resource for the determination and quantification of the SUHI effect in a determined area. In this study, temporal evaluation of SUHI effect in the city of Cuenca is investigated. The goal of this study is to investigate surface urban heat island as a function of land surface temperature estimated from band 10 of the thermal infrared sensor (TIRS) of Landsat-8 satellite, for the period between 2013 and 2017. The results confirm the existence of a SUHI effect in the city, with variable intensities within specific locations; El Sagrario, Cañaribamba, San Blas, Gil Ramírez, Totoracocha and Sucre are the main areas that are being negatively affected by the consequences of heat islands. These areas have surfaces with the presence of SUHI in more than 50% of their territory, and they present average values of LST, between 34.28 and 35.97 °C. Additionally, the results showed that the average values of LST in the urban area were at least 3.83 to 4.87 °C higher than in undeveloped areas. Also, the positive correlation between LST and NDBI showed an amplifying effect of SUHI magnitude in developed locations, while areas with vegetation predominance attenuated the SUHI effect. On the other hand, urban centers grouped in some parts of the city received the worst ecological evaluation index. Finally, it is indispensable to mention that the adoption of measures to guide urban planning is a necessary alternative to mitigate the effect of heat islands, and to provide thermal comfort in urban zones, thus guaranteeing the quality of life of Cuenca’s population.

Ingeniero Ambiental

Cuenca