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- Geografia Física em regiões de montanha: a Ilha da Madeira e as Serras da Arrábida e da Estrela. Homenagem a Orlando RibeiroPublication . Mora, Carla; Alcoforado, Maria João; Jansen, Jan; Fragoso, Marcelo; Lopes, António; Lopes, Sérgio; Vieira, GonçaloO presente livro é composto por dois textos, partindo de alguns trabalhos de Orlando Ribeiro e mostram como o Zephyrus tem estudado os temas seleccionados. O primeiro trata do clima e da vegetação da Arrábida e da Madeira, embora estes não sejam temas centrais na obra de Orlando Ribeiro. O. Ribeiro dedicou-se primeiro à investigação sobre a Arrábida, tema da sua tese de doutoramento em 1935 e estudou a Madeira em 1947 e 1948, quando preparava o livro-guia de uma das excursões do XVIº Congresso Internacional de Geografia, que o CEG de Lisboa organizou em 1949, sob a sua orientação. O segundo texto refere parte de uma investigação, feita na sequência do Projecto ESTRELA, liderado pelo Professor António de Brum Ferreira, falecido em 2013, que lembramos com saudade e admiração, e que muito contribuiu para o conhecimento da Geografia Física de Portugal, em particular no campo da Geomorfologia. Apresenta-se um estudo de unidades de paisagem, em que se investigam as interacções entre o clima, a dinâmica geomorfológica e as comunidades vegetais no circo glaciário do Covão Cimeiro, na Serra da Estrela, cuja glaciação quaternária foi inicialmente estudada por E. Fleury e H. Lautensach e, posteriormente, por Suzanne Daveau. O trabalho é feito a uma escala muito detalhada, com o objectivo de delimitar unidades de paisagem, adaptadas ao sistema de classificação de habitats Natura2000. A metodologia pode ser extrapolada e permite aplicação no ordenamento e na gestão do território. A ligação com o trabalho de Orlando Ribeiro tem aqui a ver com a selecção da metodologia (seguindo-se uma perspectiva de Geografia naturalista, focada nas inter-relações entre os elementos físicos e biofísicos da paisagem) e com os trabalhos que desenvolveu na Cordilheira Central, onde guiou excursões de numerosas gerações de geógrafos. Os dois textos mostram que, apesar da evolução dos conceitos em torno da paisagem, os trabalhos de Orlando Ribeiro são muito inovadores para a época, apresentando já a paisagem como um conceito dinâmico, resultado das relações entre geomorfologia, clima e vegetação e incluindo a marca do Homem.
- The influence of the summer sea breeze on thermal comfort in Funchal (Madeira): a contribution to tourism and urban planningPublication . Lopes, António; Lopes, Sérgio; Matzarakis, Andreas; Alcoforado, Maria JoaoTourism plays a crucial role for the development of coastal areas. Despite the mildness of Madeira’s climate, very hot days can occur during summer, a situation to which most tourists from northern Europe (the majority of foreign tourists) are poorly adapted. As sea breezes strongly contribute to moderate heat stress in urban environments, their influence on the thermal comfort on the island has been studied. Sea breezes occurred on 84 % of the days during the period under study (May to October 2006). They usually start around 09:30 h and end after 22:00 h, with an average duration of about 12:50 hours and a mean velocity of 2.9 m/s. Physiologically Equivalent Temperature (PET) was used to evaluate the thermal comfort of a sample of days during the summer of 2006. It was concluded that most of the sites in the city are “slightly comfortable” during normal days with sea breeze, but only shore sites and the highest green areas offer some comfort during hot days. Inside the city, the thermal perception is generally “hot” and strong heat stress can occur. As sea breezes are important to mitigate heat stress, some basic guidelines were presented: urban planners should take advantage of this wind system avoiding dense construction near the shoreline that would act as a barrier to the renewal of the air inside the city. In terms of tourism, planners and local authorities should provide solutions to mitigate the negative effects during hot periods, creating a system to warn and relocate more vulnerable tourists to places near the shore line, to the mountains, to gardens and air-conditioned buildings. In combination with other components (beauty of the island, gastronomy, cultural values and safety), climate information can be a factor of attractiveness to tourists.
- Material damage caused by high-magnitude rainfall based on insurance data: comparing two flooding events in the Lisbon Metropolitan Area and Madeira Island, PortugalPublication . Leal, Miguel; Fragoso, Marcelo; Lopes, Sérgio; Reis, EusébioThis research quantifies and compares the material damage caused by flooding resulting from the two most extreme rainfall events of the 21st century in two Portuguese regions, using insurance data: the Lisbon Metropolitan Area (LMA) and Madeira Island. During the 2000–2011 period, 24% of the claims and 40% of the payouts in the LMA were caused by the February 2008 event. In Madeira, the February 2010 event represented 50% of the claims and 88% of the payouts. The maximum rainfall values during the 2010 event more than doubling those recorded during the 2008 event. The steep slopes of the Madeira’s drainage basins exacerbate the potential for flooding to cause damage. Peak discharges are higher and occur earlier than in the LMA’s basins. Flash floods are the most important type of flooding in Madeira, unlike what occurs in the LMA, where urban flooding is most prevailent. The greater destructive capacity of flash floods, the higher magnitude of the triggering rainfall during the 2010 event and the higher flooding susceptibility of the Madeira’s drainage basins justify the greatest material damage. The lower education levels and economic power of the Madeira’s population may affect the capacity to purchase insurance and can explain the lower number of insurance policies, contributing for a higher vulnerability to flooding. The obtained results represent an important knowledge regarding flooding in Portugal for spatial planning, risk management and insurance companies.
- Clima e ordenamento do território no FunchalPublication . Lopes, Sérgio da Silva; Lopes, António Manuel Saraiva, 1959-; Fragoso, Marcelo, 1968-Neste trabalho, o clima do Funchal é estudado nas suas múltiplas vertentes. O principal objetivo foi o de sintetizar toda a informação climática, aplicando-a ao ordenamento do território, do modo a contribuir para a melhoria do conforto e saúde humana e segurança dos seus habitantes e dos seus bens. O crescimento urbano do Funchal, condicionado pela orografia que limita a sua expansão em continuum, extravasou as fronteiras do limite administrativo do concelho em direção às áreas limítrofes. No centro da cidade as bandas de edifícios foram construídas perpendicularmente aos cursos de água canalizados e, por conseguinte, paralelamente ao litoral, fazendo com que atualmente, a ventilação da atmosfera urbana inferior seja bastante limitada pela barreira arquitetónica, aspeto que tende a aumentar o risco de stresse térmico. Por outro lado, o caráter turbulento do escoamento hidrológico deixa a cidade também vulnerável ao risco de aluviões. Os elementos do clima observados (precipitação, vento, temperatura e humidade do ar) foram tratados estatisticamente e interpretados em complemento com os resultados obtidos com base em vários métodos de estimação espacial: a) a krigagem e a regressão linear simples para a precipitação, sendo que o primeiro se revelou mais adequado para a estimação das precipitações subdiárias; b) a modelação numérica do escoamento atmosférico (vento regional) sobre a ilha; c) a modelação da dispersão de partículas na Baixa do Funchal; d) a regressão múltipla utilizada na interpolação regional da temperatura do ar e da PET (Physiological Equivalent Temperature); e) e a modelação atmosférica de micro-escala da componente térmica do clima no Funchal. A distribuição espacial e temporal da precipitação foi analisado em detalhe. O regime de precipitação na Madeira é caracterizado pela forte variabilidade interanual que, tudo indica, estar relacionada com o padrão da North Atlantic Oscillation (NAO). As precipitações mais intensas e concentradas são mais prováveis nos relevos da vertente sul da ilha, do que nos da vertente norte, ao contrário do que sucede com os quantitativos anuais médios, que são claramente mais elevados na vertente norte. De acordo com a análise de suscetibilidade às precipitações intensas e aluviões, as áreas menos vulneráveis estão localizadas principalmente no sector oeste do concelho, enquanto as mais vulneráveis se localizam sobretudo na cintura intermédia do concelho, acima de 500 m de altitude. As características do vento dominante de nordeste, ao qual estão associados vários efeitos atmosféricos de mesoescala, como as esteiras de turbilhão em redor da ilha ou alongadas para sotavento desta, a aceleração e a separação do fluxo da superfície depois de ultrapassarem os relevos principais têm efetivamente uma grande importância na ocorrência dos tipos de tempo locais e no clima urbano do Funchal, criando um mosaico de padrões termo higrométricos, que deverão ser tidos em conta no ordenamento territorial. Esta separação do fluxo geral permite a ativação dos sistemas de circulação local a sotavento, numa atmosfera estável, com o desenvolvimento duma inversão térmica de subsidência pronunciada sobre a cidade. Contudo os dois sistemas de ventos funcionam em articulação, na medida em que a brisa do mar tende a soprar com maior intensidade quando a sua corrente de retorno é reforçada pelo vento de NE, também ele mais forte e regular no topo da montanha. De dia, a circulação de brisa do mar, cujo quadrante predominante é o SW, representa o tipo de regime de vento mais frequente em todas as estações do ano, sendo que no verão ocorre em quase 80% dos dias e no inverno em 45%. A partir da análise efetuada entre a circulação das brisas de mar e de montanha e a concentração de poluentes atmosféricos no Funchal (em particular no que se refere à concentração de PM10) demonstrou-se que ocorre um aumento progressivo das concentrações ao longo do período diurno nos principais corredores de circulação viária, em parte explicado pelo efeito de acumulação das emissões dos veículos automóveis. Ao contrário do que sucede noutras cidades, no Funchal ocorre apenas um pico diário de concentração de PM10 coincidente com a hora de ponta da tarde e com a fase de diminuição da velocidade da brisa do mar. Os máximos horários podem atingir frequentemente valores na ordem das 50 a 60 μg/m3, sendo que nas primeiras 3 a 4 horas da noite, as concentrações de PM10 permanecem elevadas, numa altura do dia em que a circulação das brisas de terra e de montanha ainda são bastante fracas. Mas não só não foram observados picos de concentração de PM10 na hora de ponta da manhã, como nesta altura do dia ocorrem normalmente os valores mínimo diários, devido possivelmente à persistência da circulação da brisa de montanha, que favorece a dispersão das partículas. Ao nível do planeamento urbano mostrou-se igualmente que se deve promover a ventilação de modo a reduzir os efeitos nefastos dos poluentes atmosféricos no Funchal. Conclui-se que, para manter os níveis de PM10 em valores abaixo dos máximos exigidos por lei, será necessário reduzir em 50% o número de viaturas nas principais vias de comunicação nas horas de pico. O conforto bioclimático foi estudado através da análise das frequências de ocorrência de variáveis como a temperatura e a humidade do ar e a PET. Os níveis de humidade mantêm-se elevados nas áreas mais abrigadas da brisa do mar, no interior da cidade, em especial no período diurno (acima de 60%), diminuindo durante a noite, principalmente nos locais mais expostos à drenagem noturna do ar fresco da montanha. No litoral, a situação de tempo quente e húmido a meio da tarde, dada pelo limiar de tensão de vapor de 18 hPa é a mais frequente de junho a outubro (40% dos dias em cada mês), atingindo uma frequência máxima de julho a setembro (80 a 90%). Nesse tipo de tempo de verão o clima do Funchal é na generalidade confortável (com sensação térmica de “ligeiramente quente”), em todos os locais de medição, mesmo no interior da malha urbana, pese embora muito próximo do limiar entre condição de “ligeiramente quente” e “quente”, o que, nalguns locais, poderá gerar situação de stresse térmico moderado. Por fim foram delimitadas as Unidades de Reposta Climática Homogénea (URCH), às quais se adicionou informação sobre as áreas de suscetibilidade hidrológica (hidroclimatopos), de poluição por partículas e de desconforto térmico por excesso de calor, apresentando-se subsequentemente um conjunto de orientações climáticas espacializadas, traduzidas em medidas para melhorar as componentes do clima urbano consideradas adversas para a saúde e conforto humano, ou que ponham em causa a segurança de pessoas e bens.
- Heavy rainfall events and mass movements in the Funchal area (Madeira, Portugal): spatial analysis and susceptibility assessmentPublication . Lopes, Sérgio; Fragoso, Marcelo; Lopes, AntónioThe article presents new information on the spatial distribution of intense rainfall and a new map of susceptibility to the formation of mass movements in the mountainous streams of the municipality of Funchal, the capital of the Autonomous Region of Madeira, an archipelago of Portugal. The methodology that was adopted is based on the spatial analysis of weighted overlap of variables, with influence in the occurrence of hydro-geomorphological processes that are at the origin of catastrophic events, marked by the mobilization of solid material towards and along the fluvial channels. Intense precipitations are effectively the main triggering factor of mass movements, which is why their statistical characteristics and local contrasts are analyzed, to integrate this layer of information into the new susceptibility assessment model of mass movements produced in this article. This type of spatialized information is of strategic importance to support the planning of urban expansion, which requires a land use management practice in accordance with the existing risk in the Madeira Island.
- The 20 February 2010 Madeira flash-floods: synoptic analysis and extreme rainfall assessmentPublication . Fragoso, Marcelo; Trigo, R. M.; Pinto, J. G.; Lopes, S.; Lopes, António; Ulbrich, S.; Magro, C.This study aims to characterise the rainfall exceptionality and the meteorological context of the 20 February 2010 flash-floods in Madeira (Portugal). Daily and hourly precipitation records from the available rain-gauge station networks are evaluated in order to reconstitute the temporal evolution of the rainstorm, as its geographic incidence, contributing to understand the flash-flood dynamics and the type and spatial distribution of the associated impacts. The exceptionality of the rainstorm is further confirmed by the return period associated with the daily precipitation registered at the two long-term record stations, with 146.9 mm observed in the city of Funchal and 333.8 mm on the mountain top, corresponding to an estimated return period of approximately 290 yr and 90 yr, respectively. Furthermore, the synoptic associated situation responsible for the flash-floods is analysed using different sources of information, e.g., weather charts, reanalysis data, Meteosat images and radiosounding data, with the focus on two main issues: (1) the dynamical conditions that promoted such anomalous humidity availability over the Madeira region on 20 February 2010 and (2) the uplift mechanism that induced deep convection activity