INPE Informa
21 de junho de 2016
O Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC) começou o ano de 2016 anunciando a implementação de um novo modelo global, o BAM (Brazilian Global Atmospheric Model). Fundamental ao CPTEC, o modelo global gera as condições iniciais para rodar os modelos regionais, além de ser utilizado na geração das previsões climáticas sazonais e de cenários climáticos de mais longo prazo. O BAM promete ser um novo marco em sua história. Apesar dessa boa notícia, o CPTEC já vem enfrentando importantes desafios neste ano, como a necessidade de renovar sua base computacional de alto desempenho e de toda infraestrutura de rede que envolve as atividades operacionais de processamento.
Nesta entrevista, que dá sequência à série do INPE Informa sobre o Plano Diretor 2016-2019, o coordenador Antonio Ocimar Manzi, há pouco tempo no cargo, mas bastante familiarizado com o CPTEC, comenta como estão planejadas as atividades para enfrentar as atuais dificuldades e quais serão as principais iniciativas e projetos para os próximos anos. Entre os principais projetos, Manzi menciona o desenvolvimento de um modelo próprio de assimilação de dados, o que, na sua opinião, é estratégico a qualquer centro de previsão. Outro objetivo, de mais longo prazo, é o desenvolvimento de um modelo de previsão de tempo e clima único capaz de gerar previsões com diferentes resoluções espaciais na mesma rodada, o que traria importantes implicações ao atual conjunto de modelos em operação. Confira a entrevista.
- Para começar, poderia apresentar um quadro geral do estado das atuais previsões operacionais do CPTEC?
Antônio Manzi – Temos a previsão de tempo global feita pelo novo modelo global, recentemente desenvolvido pelo CPTEC, o BAM (Brazilian Global Atmospheric Model). Esse modelo é rodado para previsões de até 11 dias, mas é processado por um período mais longo, acoplado a um modelo oceânico, gerando uma previsão estendida de um mês.
Fazemos a previsão de tempo regional com dois modelos. Com o modelo ETA, previsões para até sete dias, com resolução de 15 quilômetros sobre a América do Sul. Há também uma rodada de 40 quilômetros para uma semana, na verdade um conjunto de rodadas (Ensemble). Essa é muito usada pelo setor energético, que tem um histórico de gestão da geração e distribuição da energia elétrica com esse produto. O ETA ainda é rodado operacionalmente, com um quilômetro de resolução e cobrindo a área desde o litoral norte de São Paulo até o norte do Rio de Janeiro, com a finalidade de proteção das populações no entorno das usinas de Angra. É uma cooperação com o CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear), que por sua vez, em cooperação com um grupo na Europa, utiliza um sistema que faz uso destas previsões, com o objetivo de gerar campos de transporte e de dispersão de poluentes. É um recurso para monitorar o tempo no caso de um acidente - espero que não tenhamos nenhum - gerando previsões para três dias.
Temos também o modelo regional BRAMS, com capacidade para gerar previsões que chamamos de "tempo químico", mostrando as trajetórias do transporte e da dispersão de poluição de queimadas e urbanas, com resolução de 20 quilômetros sobre a América do Sul. Para previsão de tempo, é utilizado o mesmo modelo embora com diferente configuração física e com resolução de 5 quilômetros, com horizonte de previsão de sete dias.
Já estamos rodando também o ETA com resolução de 5 quilômetros sobre a região Sudeste para o CEMADEN (Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais). Agora vamos rodá-lo para sete dias sobre a América do Sul. Assim teremos os dois modelos regionais fazendo previsão de tempo sobre a América do Sul com antecedência de uma semana. Isso vai se tornar operacional em breve. Um dos objetivos é fazermos avaliação dos dois produtos conjuntamente
- Esses dois modelos não competem entre si, não se sobrepõem?
Antônio Manzi – Eles se sobrepõem para a previsão de tempo, mas são dois desenvolvimentos do CPTEC, com um grupo trabalhando há duas décadas e o outro há 15 anos nesses modelos. Agora, inclusive, com as Olimpíadas, há um terceiro modelo regional, um modelo comunitário norte-americano, o WRF (Weather Research and Forecasting Model), mas a intenção é que seja utilizado somente nesse período. Não estava planejado usar este modelo, foi uma demanda que chegou ao INPE para fornecer previsões de ondas e correntes para os jogos náuticos dentro e fora da Baía da Guanabara durante as Olimpíadas. Há um grupo no CPTEC, liderado pelo pesquisador Valdir Innocentini, que já rodava um modelo de ondas e correntes acoplado a este modelo regional. Ele tinha confiança que esse modelo rodava bem em altíssima resolução espacial, de 1 quilômetro, além de ter um sistema pronto de assimilação de dados, incluindo dados de radar. Dessa maneira e para aceitar participar das Olimpíadas com estas previsões ele se sentiu mais seguro com as previsões do WRF.
Recentemente tivemos uma demanda suplementar para as Olímpiadas: fornecer previsões de poluição para alguns pontos de jogos no Rio de Janeiro. Para isso, estamos, de última hora, implementando o BRAMS para 1 quilômetro. Precisávamos de uma resolução maior que 5 quilômetros e uma cobertura de área muito maior do que a Baía da Guanabara. Definimos a resolução de 1 quilômetro e uma cobertura de área mais abrangente que a cidade do Rio de Janeiro, embora as previsões sejam para pontos específicos dentro da cidade, onde acontecerão competições.
Temos essa gama de modelos. Para os jogos Olímpicos, o WRF também está sendo rodado com previsões para três dias e com resolução espacial de 9, 3 e 1 quilômetro. Há todo um esforço associado nesse momento para desenvolver o modelo de assimilação de dados (que gera as condições iniciais para rodar o modelo de previsão). O WRF já tem um módulo de assimilação de dados de radar. Isso facilita. Mas os desenvolvimentos que estão sendo feitos com o WRF para as Olímpiadas não serão perdidos, vão ser migrados em breve para o BRAMS e ETA. Em resumo, para previsão de tempo, temos vários modelos, várias resoluções, vários períodos de antecedência que estão sendo rodados operacionalmente.
Para previsões sazonais de clima, que são rodadas para seis meses, utilizamos o modelo atmosférico acoplado e também o não acoplado ao modelo oceânico. Quando não é acoplado ao modelo oceânico, há duas condições diferentes de superfície do mar. Uma delas utiliza a "anomalia" da temperatura da superfície do mar do último mês, na verdade a distribuição das temperaturas na região tropical, em uma faixa de latitude entre 30º Norte e 30º Sul. Como fazemos isso? Utilizamos a temperatura observada do último mês e subtraímos da temperatura climatológica (média histórica) daquele mês. Chamamos essa diferença de "anomalia". Depois somamos essa anomalia às climatologias dos seis meses seguintes. Chamamos isso de Anomalia Persistida, como se a anomalia do último mês persistisse para os meses seguintes. Para o primeiro mês muitas vezes esse resultado é muito bom, às vezes também para o segundo mês. Mas conforme o tempo vai avançando, essa condição é menos provável de acontecer.
Utilizamos ainda vários esquemas de convecção do modelo global. Há ainda uma segunda condição de temperatura da superfície do mar, que é a prevista. Temos utilizado as previsões do modelo oceânico acoplado do NCEP (National Centers for Environmental Prediction) para os meses seguintes. Já para a previsão de clima sazonal com modelo acoplado, utilizamos o modelo atmosférico do CPTEC com o modelo oceânico do GFDL (Geophysical Fluid Dynamics Laboratory), que é o MOM (Modular Oceanic Model).
Além disso, fazemos Ensemble (previsões por conjunto) de 15 membros (condições atmosféricas iniciais) para cada uma dessas previsões. Temos, portanto, duas condições de temperatura da superfície do mar e três parametrizações de precipitação convectiva. No total, são 90 membros.
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