Temperatura de superficie en el área metropolitana de Madrid durante una ola de calor

Abstract

La temperatura de la superficie terrestre es un parámetro fundamental en las interacciones entre la superficie terrestre y la atmósfera. Este Trabajo de Fin de Grado analiza la distribución diurna de la temperatura de la superficie terrestre en el área metropolitana de Madrid durante una ola de calor y su relación con los usos del suelo, con variables socioeconómicas y con la temperatura del aire. Una imagen térmica de Landsat 8 correspondiente a la escena del 18 de julio del 2022, así como varios índices espectrales, se compararon con información procedente del CORINE Land Cover (2018), el Atlas de distribución de renta de los hogares (2019) y otras fuentes adicionales. Los resultados muestran un patrón espacial en forma de “isla de frescor”, en el que las temperaturas más elevadas corresponden a zonas periféricas, con suelos desnudos o de escasa vegetación, y las más frescas a superficies verdes o acuáticas. Dentro de los espacios urbanizados también se observan puntos “calientes” y “frescos”. La distribución de la temperatura muestra una correlación positiva con índices que reflejan el grado de impermeabilidad del terreno (NDBI, BSI, MSI), pero negativa y ligeramente menos significativa con la extensión de las superficies verdes (NDVI, EVI etc.). Igualmente, se ha comprobado que la temperatura de superficie registra una correlación negativa con dos indicadores socioeconómicos, uno de renta y otro de envejecimiento. Finalmente, no hay relación estadísticamente significativa entre la temperatura de superficie y la temperatura máxima del aire durante las horas diurnas.

The Land Surface Temperature is an essential parameter in the interactions between the earth's surface and the atmosphere. This paper evaluates the distribution of land surface temperature in the Madrid metropolitan area during a heat wave episode and its relationship with land uses, socio-economic variables, and the air temperature. A thermal Landsat 8 image corresponding to July 18th 2022 scene, as well as several spectral indices were compared with information from CORINE Land Cover (2018), the socalled Atlas de distribución de renta de los hogares (2019) and many additional sources. Several indices were also calculated from the spectral bands. The results show a spatial pattern which resembles an "urban cool island", in which the warmest temperatures correspond to the periphery, mostly covered by bare soils or sparse vegetation, and the coolest to green or water surfaces. Within urbanized spaces, “hot” and “cool” spots are also observed, the former corresponding to urbanized surfaces with small vertical development, and the latter to urban parks. The temperature distribution shows a positive correlation with indicators informing about the level of impervious of the soil (NDBI, BSI, MSI), but negative and slightly less significant with the extend of green surfaces (NDVI, EVI etc.). Likewise, it has been verified that the surface temperature registers a negative correlation with two socioeconomic indicators, one related to income and the other related to ageing. Finally, no statistically significant relationship was found between the land surface temperature and the maximum air temperature during daylight hours.