Desenvolvimento de um Sistema Operacional de Modelagem Meteorológica e Climática para a Prevenção de Desastres Naturais

Sobre o projeto

O projeto consiste na criação de um sistema de modelagem numérica do tempo e do clima que possa auxiliar os meteorologistas da Defesa Civil no prognóstico de eventos extremos. Estes prognósticos poderão auxiliar no combate a catástrofes naturais, ajudando a antecipar a ocorrência de deslizamentos e movimentos de massa, cheias urbanas, inundações, atuação de ciclones extratropicais, rajadas de vento de grande magnitude, períodos prolongados de estiagem (agravando o risco de queimadas, por exemplo) e episódios prolongados de atuação da Zona de
Convergência do Atlântico Sul – ZCAS (como o ocorrido em 2011 na região Serrana).

O foco dos alertas para prevenção a desastres naturais é baseado no monitoramento em tempo real e em prognósticos numéricos do tempo e do clima, que possibilitam antecipar a probabilidade de ocorrência de eventos extremos de até 10 dias, associados muitas vezes com eventos de inundação e deslizamentos de massa. Neste projeto pretende-se aumentar o horizonte e a acurácia de modelos de previsão de tempo, no caso o WRF (sistema de previsão de tempo numérico de última geração projetado para pesquisas atmosféricas e aplicações de previsão operacional. Possui dois núcleos dinâmicos, um sistema de assimilação de dados e uma arquitetura de software que suporta computação paralela e extensibilidade do sistema), e de previsões climáticas, , no caso do modelo CAM 3.1

Fonte: Laboratório de Monitoramento e Modelagem do Sistema Climático (uff.br)

.

O que foi feito até aqui

O projetou realizou pesquisas bibliográficas acerca dos modelos utilizados no projeto e testes de diferentes configurações, bem como foram realizados testes e criados modelos de previsão de tempo e clima com alta resolução espacial, centrados no município de Niterói para obter um melhor cenário de desenvolvimento do sistema de modelagem numérica do tempo e clima.

Além disto, foi realizada avaliação das previsões com diferentes configurações, instalação destes em 3 computadores da UFF e outro na Defesa Civil de Niterói. Também foi realizado o acompanhamento da eficácia dos alertas automáticos no ambiente operacional, com constância e regularidade das previsões do WRF elaboradas em modo operacional tanto na UFF quanto na Defesa Civil de Niterói.

Com realização de pesquisas bibliográficas acerca de redes neurais artificiais (RNA);Técnicas computacionais que apresentam um modelo matemático inspirado na estrutura neural de organismos inteligentes e que adquirem conhecimento através da experiência; podendo ter centenas ou milhares de unidades de processamento. Fonte: https://sites.icmc.usp.br/andre/research/neural/houve operacionalização do modelo WRF com horizonte de previsão para 10 dias e alterações para operacionalização do aumento do horizonte de previsão do modelo CAM para 7 meses à frente.

Após diversas alterações de script e realização de testes para maior aperfeiçoamento, foram implementadas versões operacionais do modelo WRF nas máquinas compradas por este projeto e criadas estratégias de redundância e operacionalização do modelo WRF com 2 (dois) conjuntos paramétricos diferentes.

Próximos Passos

• Terminar os testes com as diferentes configurações do WRF;
• Treinar as RNA para correção da chuva horário com um período maior de dados;
• Treinar a equipe da Defesa Civil para realizar eventuais manutenções no sistema computacional e também para fazer novas implementações;
• Publicação do artigo intitulado “Avaliação das Parametrizações do Modelo WRF na Simulação de Precipitação Intensa na Cidade de Niterói”, com a comparação de 3 conjuntos paramétricos utilizados no projeto e os eventos extremos ocorridos na cidade em 2020.