ANÁLISE CLIMÁTICA DE MIRANTE DO PARANAPANEMA - SP

Mariana Lopes Nishizima (a), Leandro Neri Bortoluzzi (b)

(a) Mestranda no Programa de Pós-Graduação em Geografia – Faculdade de Ciência e Tecnologia - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Email: [email protected] (b) Doutorando no Programa de Pós-Graduação em Geografia – Faculdade de Ciência e Tecnologia - Universidade Estadual Paulista (UNESP), Email: [email protected]

Eixo: A Climatologia no contexto dos estudos da paisagem e socioambientais

Resumo/

Este trabalho constitui uma análise climática da área urbana de Mirante do Paranapanema () e seu entono. Para a concretização do estudo, foram elaborados o balanço hídrico da área do período entre os anos de 2000 a 2017 e os mapas de Intensidade Termal e NDVI, que posteriormente foram analisados e correlacionados. O estudo indica que em geral o balanço hídrico da área de estudo mostra-se equilibrado para uma localidade com CAD 100, mesmo com a ocorrência de retirada hídrica em meses específicos. Já, os mapas evidenciam que a temperatura é mais elevada na área urbana do que em seu entorno, devido a menor presença de vegetação e maior presença de material construtivo, absorvendo uma quantidade maior de radiação.

Palavras chave: Balanço Hídrico, Geoprocessamento, Climatologia, Mirante do Paranapanema- SP.

1. Introdução Composto por um sistema complexo de múltiplas interações entre os diversos elementos, a climatologia visa o estudo das interações na superfície, água e atmosfera, portanto é o estudo das características da atmosfera em contato com a superfície terrestre e a distribuição espacial do mesmo. É com base na perspectiva da climatologia que atua na análise da dinâmica da atmosfera, que propomos a caracterização e análise do clima de Mirante do Paranapanema – SP. Essa área carece de estudos climatológicos na escala do detalhe.

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Os estudos do clima urbano proposto por Monteiro (1976), nos permite discorrer sobre três subsistemas: o termodinâmico (conforto térmico); físico-químico (qualidade do ar); e o hidrometeórico (impactos hídricos). O autor define o sistema clima urbano (S.C.U.) como “um sistema que abrange o clima de um dado espaço terrestre e sua urbanização” (MONTEIRO, 1976, p. 95). Ele considera tanto as condições que possibilitam o complexo a se manifestar de forma que compreendamos as relações de causa e consequência, mecanismos atuantes e transformantes, bem como os aspectos históricos, que se materializam nas relações sociedade e natureza, e, portanto na produção do espaço (economia, política, cultura e etc...). Um dos elementos que influenciam diretamente o clima urbano é o relevo, pois a declividade do terreno leva a maior ou menor exposição da vertente ao sol durante todo o dia ou em horários pontuais. Isso leva ao aquecimento da superfície e dos materiais de construções, logo, resulta-se em armazenamento do calor oriundo da energia solar. A medida da reflectância da superfície de um corpo representada em porcentagem é chamada de albedo, e a incidência da radiação solar em um determinado material passa por mudanças, logo, quanto maior a reflectância, menor será o calor acumulado (ANGELINI et. al. 2015). Em Mirante do Paranapanema – estado de São Paulo, a maior parte da área é tomada por solos expostos, cultivos de cana-de-açúcar e pecuária, assim sendo, muito composto por vegetação rasteira (NISHIZIMA, 2017). Ocorre também a cobertura vegetal de grande porte (Área de Preservação Permanente- APP) e os cursos d’água que absorvem menos de 2% a 20% de radiação solar. Isso difere dos materiais de construção, que são muito presentes na cidade e que absorvem mais, cerca de 80% da radiação solar, e desse modo, refletem menos. Devido a isso, a capacidade térmica dos materiais de construção presente na cidade faz com que o mesmo mantenha o calor por mais tempo, portanto tem tendência a serem mais quentes do que as áreas rurais (UGEDA JR. E AMORIM, 2016). O objetivo é analisar os dados de precipitação e temperatura do período entre janeiro de 2000 a dezembro de 2017, para compreender a capacidade de armazenamento d’água nos solos e na vegetação no recorte do perímetro urbano e seu entorno (área rural). Propomos também, quantificar a deficiência, o excedente, a retirada e reposição da água e correlacionar com os mapas de intensidade

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térmica e NDVI1 (Normalized Difference Vegetation Index). Isso possibilita analisar a presença ou ausência da vegetação (-1 a 1), representando um elemento de influência na dinâmica climática. A pesquisa visa contribuir na caracterização climática da área de estudo, com ênfase no padrão de precipitação, na capacidade de armazenamento do volume hídrico nos solos e vegetação, na presença e ausência de água no sistema. Isso permite avaliar a capacidade de dispersão ou retenção do calor nos materiais construtivos e na sensação térmica (amplitude) na cidade, para além, o trabalho é representativo para o planejamento dos espaços urbano e rural de Mirante do Paranapanema – SP.

1.1 Caracterização da área de estudo O município tem 17.059 habitantes (IBGE, 2010), e possui uma extensão territorial de 1.238,931 km². Ele limita-se com os municípios de Marabá Paulista, Santo Anastácio e Presidente Bernardes ao Norte, Jardim Olinda (Paraná) ao Sul, a Leste e Teodoro Sampaio a Oeste. A área de estudo (Figura 1) está sobre a Bacia Sedimentar do Paraná, que abrange uma área aproximada de 1.600.000 km² e é formada pelo Devoniano Inferior, composta por rochas sedimentares e ígneas da idade Mezosóica e pelos recentes depósitos da idade Cenozóica. O Grupo é um dos depósitos mais recentes e é constituído pelas formações: Caiuá (28,7%), Santo Anastácio (2,7%), (62,2%) e os Depósitos Cenozóicos (2,1%) (IPT - Instituto de Pesquisas Tecnológicas, 1981). Ainda em relação a geologia local, em estudos recentes, Nishizima (2017) identificaram rochas sedimentares da formação Adamantina ao Norte e Caiuá ao Sul do município. Do ponto de vista geomorfológico, a área situa-se na quinta província do Planalto Ocidental Paulista, com formas de relevo predominantemente denudacionais. As altitudes variam de 300 a 600 metros e a declividade entre 10 a 20% (ROSS e MOROZ, 1996). Nishizima (2017) dividiram o município em três compartimentos do relevo: (i) Topos suavemente ondulados com colinas amplas e presença de solos desenvolvidos (associados a Latossolos Vermelhos); (ii) Domínio das vertentes côncavas, convexas e retilíneas com a ocorrência de solos rasos a desenvolvidos (Neossolos Regolíticos e Argissolos Vermelhos) e (iii) Planícies aluviais e alveolares com o predomínio de Planossolos e Gleissolos. Nesse último compartimento estão muito presentes materiais sedimentares e manufaturados de origem tecnogênica.

1 Índice de Vegetação da Diferença Normalizada. Serve para analisar a condição da vegetação natural ou agrícola nas imagens geradas por sensores remotos.

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Figura 1 – Mapa de localização do município de Mirante do Paranapanema – SP. Fonte: Nishizima, 2018.

O clima é caracterizado por duas estações bem definidas, uma que é quente e úmida e ocorre entre os meses de outubro a março, sendo os meses de dezembro e janeiro os mais chuvosos. O outro período com temperaturas mais amenas e de característica mais seca, ocorre entre os meses de abril a agosto e setembro (SANT’ANNA NETO e TOMMASELLI, 2009). Vale ressaltar que, a Massa de ar Tropical Atlântica está presente na maior parte do ano, e é responsável pelas temperaturas mais elevadas e tempo estável. Todavia, a massa de ar polar também tem papel fundamental na dinâmica do clima regional, pois durante a primavera e verão, por meio de entradas das frentes frias, favorece o aumento no volume de precipitação, já no outono e inverno, ela proporciona quedas acentuadas na temperatura (SANT’ANNA NETO e TOMMASELLI, 2009). Essas características do meio físico, aliado ao intenso desmatamento da floresta primitiva, principalmente para a implementação de atividades agropecuárias sem manejo adequado de

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conservação dos solos, tem desenvolvido quadros intensos de degradações erosivas. Assim, os estudos da capacidade de armazenamento hídrico nos solos, vinculado a presença de vegetação que promove suporte para uma melhor qualidade ambiental e a interpretação da ocupação e uso da Terra, nos possibilita planejar intervenções na área de estudo.

2. Materiais e Métodos Para atingir os objetivos, os procedimentos metodológicos adotados foram: (i) composição do Balanço Hídrico proposto por Thornthwaite & Mather (1955); (ii) elaboração dos Mapas de Intensidade Termal e NDVI; (iii) análise e correlação dos dados. De início, obtivemos os dados de precipitação, evapotranspiração e temperatura da superfície no período de 01 de janeiro de 2000 à 31 de dezembro de 2017. Focamos ainda nos dados dos 12 meses anteriores a tomada da imagem de satélite LandSat 8 de dezembro de 2016 (período chuvoso), visando uma comparação e compreensão do clima local. Os dados pluviométricos diários obtidos, foram tratados para média de cada mês do ano, assim como, as médias da temperatura mensal. Os dados foram adquiridos na plataforma Giovanni (Earth Data – Nasa), uma interface da Web que permite aos usuários o download de dados primários. Esses dados possibilitam analisar e trabalhar temas como: temperatura atmosférica, vapor d’água e nuvens, precipitação e entre outros. Após a localização da área de estudo na plataforma, calculou-se o retângulo envolvente sobre à área. Em seguida, preenchemos o Select Date Range com o período (temporal) à ser analisado, selecionamos a opção Time Series: Area-Averaged, obtendo assim os valores da temperatura da superfície e de precipitação com os passos apresentados no quadro 1, a seguir: Quadro 1 – Etapas para obtenção de dados na plataforma Giovanni. Etapas para Download dos dados de temperatura: Etapas para Download dos dados da precipitação: - Measurements, selecionar Air Temperature - Measurements, selecionar Precipitation - Platform/instrument, optar por MERRA-2 model; - Platform/instument, optar por TRMM - Temporal Resolutions, clique em monthly para filtrar - Temporal Resolutions, clique em Daily, para filtrar os dados para mês; os dados para diário. - Selecionar o conjunto de dados “2-meter air - Baixar o conjunto de dados “precipitation rate temperature (M2SMNXSLV v.12.4)” em ºC e Plot (TRMM_3B42_daily_v.7)” – extensão CSV. Data (Download dos dados CSV).

Com os dados de precipitação e temperatura, por meio da metodologia de Thornthwaite & Mather (1955), realizamos o Balanço Hídrico Climatológico para contabilizar a quantidade do volume

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de água no solo entre 2000 a 2017. Isso representa o balanço entre o import (entrada) e o export (saída) do volume de água em relação a Capacidade de Água Disponível (CAD) de um determinado ambiente, considerando: os tipos de solos e plantas. Na elaboração do Balanço Hídrico, levamos em consideração a Precipitação (P), a Evapotranspiração Potencial (ETP), CAD de 100 mm, estimativa da Evapotranspiração Real (ETR), Deficiência (DEF), Excesso (EXC) e da variação do Armazenamento (ARM) na escala mensal e anual, tais dados foram calculados em uma planilha do software EXCEL. Para a produção do mapa de intensidade (temperatura da superfície), fizemos uso da imagem de satélite LandSat-8, banda 10 (termal). Das bandas 4 e 5 para a produção do mapa NDVI, os downloads foram realizados no site do Earth Explorer USGS. Já a malha urbana e limite do município foram obtidos no site Portal IBGE. Os procedimentos do tratamento das imagens, bem como a inserção da malha urbana e a arte de finalização foram realizados no Software livre QGis 2.18.

3. Resultados e Discussões Ao analisar os dados de temperatura entre 2000 e 2017, as tendências térmicas do local indicam temperaturas médias mais elevadas no verão, em Dez.(26,3ºC), Jan.(26ºC) e Fev.(25.9ºC). Já, as mais baixas correspondem aos meses de Mai.(19,8ºC), Jun.(13,9ºC) e Jul.(13,3ºC). Com uma Temperatura Média Anual (TMA) de 23,2ºC. As tendências pluviométricas vão ao encontro com a sazonalidade dos meses do ano, a qual chove principalmente entre outubro a março, com destaque para janeiro que possui uma média de 226,3 mm, um valor quase 40 mm acima do segundo mês mais chuvoso. Entre abril e setembro, a precipitação média diminui, sendo o mês de agosto o mais seco, com média de 48,7 mm. Os dados apresentados acima condizem com a caracterização elaborada por SANT’ANNA NETO e TOMMASELLI (2009). Nota-se que, com exceção dos meses de abril e agosto, a precipitação sempre é superior a ETP (Tabela 1). Em agosto, a retirada de água no sistema chega a ocasionar um período de deficiência hídrica. Como consequência, as chuvas de maio precisam compensar a retirada de abril. As chuvas de setembro contribuem na recomposição hídrica, mas o sistema só se torna estável com as chuvas de outubro. Mesmo com a retirada hídrica de abril e agosto, as chuvas nos meses seguintes possibilitam a manutenção do balanço hídrico de Mirante do Paranapanema, ficando assim em nível estável (Figuras 2 e 3).

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Tabela 1 – Dados do balanço hídrico de Mirante do Paranapanema – SP, entre 2000 e 2017. Balanço Hídrico de Mirante do Paranapanema - SP (Período 2000 - 2017) – CAD: 100 mm Mês P ETP (P-ETP) NAc ARM ALT ETR DEF EXC (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm)

Jan 226,30 129,63 96,67 0,0 100,0 0,0 129,63 0,0 96,7 Fev 189,00 128,24 60,76 0,0 100,0 0,0 128,24 0,0 60,8 Mar 140,30 118,78 21,52 0,0 100,0 0,0 118,78 0,0 21,5 Abr 93,10 97,70 -4,60 -4,6 95,5 -4,5 97,59 0,1 0,0 Mai 109,10 60,49 48,61 0,0 100,0 4,5 60,49 0,0 44,1 Jun 67,90 50,79 17,11 0,0 100,0 0,0 50,79 0,0 17,1 Jul 56,00 50,03 5,97 0,0 100,0 0,0 50,03 0,0 6,0 Ago 48,70 67,58 -18,88 -18,9 82,8 -17,2 65,91 1,7 0,0 Set 107,50 91,99 15,51 -2,0 98,3 15,5 91,99 0,0 0,0 Out 127,50 117,47 10,03 0,0 100,0 1,7 117,47 0,0 8,3 Nov 136,90 124,13 12,77 0,0 100,0 0,0 124,13 0,0 12,8 Dez 179,70 133,86 45,84 0,0 100,0 0,0 133,86 0,0 45,8 T= 1482,00 1170,69 311,31 1176,6 0,0 1168,91 1,8 313,1

M= 123,5 97,56 25,94 98,05 97,41 0,15 26,09

Balanço Hídrico Normal Mensal (2000 - 2017) 300,0

200,0 Precipitação mm 100,0 ETP ETR 0,0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Figura 2 – Gráfico de precipitação, ETP e ETR para o balanço hídrico mensal entre 2000 e 2017.

100 Deficiência, Excedente, Retirada e Reposição Hídrica ao longo do ano (2000 - 2017)

80

60

40 mm

20

0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez -20 Deficiência Excedente Retirada Reposição

Figura 3 – Gráfico do balanço hídrico mensal entre 2000 e 2017.

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Para uma comparação, consideramos o período entre 12/15 e 11/16, que antecede a tomada da imagem LandSat 8. Ela foi utilizada na elaboração dos mapas: termal e NDVI. O padrão geral do balanço hídrico para a área analisada difere daquele com as médias de 17 anos. Há uma irregularidade maior no padrão de distribuição das precipitações. Ainda que os meses mais chuvosos sejam os mesmos, neste caso, o mês de fevereiro é o mais chuvoso (287,3 mm). Já, o mês menos chuvoso, passa a ser o de julho, com 29,9 mm (Tabela 2). No tocante as temperaturas, as médias mais elevadas ocorreram em Fev/16, Nov/16 (26ºC) e Dez/15(25,6ºC). As mais baixas também correspondem aos meses da média de 17 anos, Mai.(19ºC), Jun.(16ºC) e Jul.(17,6ºC). A TMA ficou em 22,3ºC. As inconstâncias na precipitação entre 12/2015 e 11/2016, resultaram em um balanço hídrico que difere daquele apresentado para a média dos 17 anos. Na análise da média, dois meses apresentaram retirada hídrica, neste caso, a retirada ocorreu em cinco meses: março, abril, julho, setembro e novembro. Porém, a retirada apresentou valores pequenos que foram repostos nos meses seguintes. No mês de novembro a retirada foi suficiente para ocasionar deficiência hídrica no sistema (Figuras 4 e 5).

Tabela 2 – Dados do balanço hídrico de Mirante do Paranapanema – SP, entre 12/2015 e 11/2016. Balanço Hídrico de Mirante do Paranapanema - SP (Dez/2015 - Nov/2016) – CAD: 100 mm Mês P ETP (P-ETP) NAc ARM ALT ETR DEF EXC (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) jan/16 234,11 121,44 112,67 0,0 100,00 0,0 121,4 0,0 112,7 fev/16 287,31 129,71 157,59 0,0 100,00 0,0 129,7 0,0 157,6 mar/16 99,53 110,99 -11,47 -11,5 89,16 -10,8 110,4 0,6 0,0 abr/16 96,73 100,16 -3,43 -14,9 86,16 -3,0 99,7 0,4 0,0 mai/16 177,72 57,58 120,15 0,0 100,00 13,8 57,6 0,0 106,3 jun/16 82,87 36,26 46,61 0,0 100,00 0,0 36,3 0,0 46,6 jul/16 29,89 46,62 -16,74 -16,7 84,59 -15,4 45,3 1,3 0,0 ago/16 115,01 64,49 50,52 0,0 100,00 15,4 64,5 0,0 35,1 set/16 66,64 68,85 -2,21 -2,2 97,81 -2,2 68,8 0,0 0,0 out/16 157,96 106,46 51,50 0,0 100,00 2,2 106,5 0,0 49,3 nov/16 38,81 129,94 -91,13 -91,1 40,20 -59,8 98,6 31,3 0,0 dez/15 199,72 125,17 74,56 0,0 100,00 59,8 125,2 0,0 14,8 T= 1586,3 1097,7 488,6 1097,9 0,0 1063,9 33,7 522,4 M= 132,2 91,5 40,7 91,5 88,7 2,8 43,5

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Balanço Hídrico Normal Mensal (12/2015 a 11/2016) 300,0

200,0 Precipitação

mm 100,0 ETP ETR 0,0 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov dez

Figura 4 – Gráfico de precipitação, ETP e ETR para o balanço hídrico mensal entre (12/2015 a 11/2016).

Deficiência, Excedente, Retirada e Reposição Hídrica ao longo do ano (12/2015 a 11/2016) 170 140 110 80 50

mm 20 -10 -40 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov dez -70 -100 Deficiência Excedente Retirada Reposição

Figura 5 – Gráfico do balanço hídrico mensal entre (12/2015 a 11/2016).

Houve nesse recorte temporal (dez/2015 a nov/16) alguns meses com estiagem pontuais, porém os meses chuvosos estiveram muito presentes, logo as retiradas não refletiram em grande deficiência ou acúmulos negativos. O mapa de temperatura da superfície/intensidade (Figura 6) representa amplitude térmica de 5ºC, variando entre 26.7ºC a 31ºC, as temperaturas mais baixas estão diretamente relacionadas com o índice de NDVI (Figura 6), portanto as áreas mais vegetadas tiveram temperaturas mais amenas. Já as temperaturas mais intensas estão concentradas na região central do município, no qual indica menor presença da vegetação, lembrando também maior comparecimento dos materiais construtivos com capacidade de contenção do calor recebido alo longo do dia. A imagem contempla o início de um período chuvoso, transição entre primavera e verão (out/nov/dez), onde houve uma variação na estabilidade do balanço hídrico nesse período, já que em nov/16 ocorre uma seca atípica.

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Figura 6 – Mapa Termal/Intensidade e NDVI de Mirante do Paranapanema – SP.

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4. Considerações Finais A região do do Paranapanema - SP, onde se localiza o município de Mirante do Paranapanema, é caracterizada por duas estações bem definidas, e tem forte influência da massa de ar Tropical Atlântica, que predomina na maior parte do ano e é responsável pelas temperaturas mais elevadas. Formam-se ao longo do ano, sistemas frontais que possibilitam a ocorrência de precipitação. Isso resulta nas características de um balanço hídrico bem definido conforme as duas estações do ano que se destacam, mantendo assim, o equilíbrio no armazenamento de água no sistema. Com base nisso, a tendência é de que o CAD se mantenha atingido, ocorrendo pouca alteração no balanço hídrico, logo, ocorre pouco acúmulo negativo ou deficiência. A cidade está instalada sobre o topo da colina em direção as vertentes, com declividades entre 5 a 10%, o que permite a recepção dos raios solares em quase todo período do dia (áreas mais planas), nesse sentido, favorece o aquecimento dos materiais de construção das casas na cidade, mantendo o calor por mais tempo. Essa característica difere da área intra-urbano e rural, que está presente em compartimentos de vertentes mais íngremes e há índices de vegetação mais elevadas. Assim sendo, a absorção de calor é maior na área urbana, ou seja, a refletância é menor, portanto a porcentagem do albedo está menos presente no rural e mais na cidade. Projetos de arborização e ou cultivos urbanos podem ajudar a transformar a dinâmica do S.C.U. de forma a trazer maior conforto térmico para os citadinos. Nesse sentido, as análises podem contribuir para o poder público de forma que possam planejar e executar projetos que tragam melhoria na infraestrutura da cidade, sobretudo para a qualidade de vida da população.

5. Agradecimentos Agradecimentos a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) pelo o fomento da pesquisa, processo nº 2018/08293-0 e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes), pelo o fomento da pesquisa, edital de referência PROEX - 0487. À Faculdade de Ciência e Tecnologia / Universidade Estadual Paulista (FCT/UNESP) – Campus de Presidente Prudente, em especial aos orientadores Profº Dr. João Osvaldo Rodrigues Nunes; Profº Dr. José Tadeu Garcia Tommaselli e a Profª Dra. Margarete Cristiane de Costa Trindade

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Amorim. E também, aos colegas/colaboradores do Grupo de Pesquisa Interações na Superfície, Água e Atmosfera (GAIA) e Laboratório de Sedimentologia e Análise de Solos (LABSOLOS).

6. Referências Bibliográficas

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MONTEIRO, C. A. de F. Teoria e Clima Urbano. São Paulo: Instituto de Geografia, Faculdade de Filosofia, Letras e Ciências Humanas, Universidade de São Paulo. SP, 1976.

NISHIZIMA, M. L. O relevo do setor centro-sul do município de Mirante do Paranapanema – SP. 84 p. Monografia de bacharelado – Faculdade de Ciência e Tecnologia, Universidade Estadual Paulista, Campus de Presidente Prudente, 2017.

ROSS, J. L. S & MOROZ, I. C. Mapa geomorfológico do Estado de São Paulo. Revista do Departamento de Geografia, São Paulo, n.10, p.41-56, 1996.

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UGEDA JÚNIOR, J.; AMORIM, M. (2016). Reflexões acerca do sistema clima urbano e sua aplicabilidade: pressupostos teórico-metodológicos e inovações técnicas. Revista Do Departamento De Geografia, (spe), 160-174.

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