A Contribuição do CPTEC/INPE

à Meteorologia do Brasil

Dr. Osvaldo L. L. Moraes – Coordenador GeralSAE – Escola Naval – RJ 08/11/12

Importância Estratégica da Previsão de Tempo e de Clima

44,929

31,932

67,641

46,068

45,679

53,28148,941

29,336

18,099

26,668

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002

Danos em Bilhões de US$

Anos

Qual o desafio das Ciências Atmosféricas?

• É possível fazer uma previsão meteorológica com 100% de certeza?

• A natureza impõe uma limitação. Origem desta limitação: processos não lineares governam a dinâmica e termodinâmica da atmosfera e dos oceanos.

• Conseguimos escrever as equações que governam os fenômenos mas não as conseguimos resolver analiticamente.

• DESAFIO: Diminuir as incertezas nas previsões.

Um avanço considerável nas últimas décadas.

• Até o advento dos computadores a previsão era subjetiva;

• Até o advento dos satélites as observações eram escassas e esparsas;

• Hoje a previsão é objetiva. O Brasil fez um enorme investimento (década de 90 ao criar o CPTEC e década de 00 na rede de observação do INMET);

• O que nos falta? Satélite, Radares e RH em quantidade.

• Dar ao Brasil autonomia e independência científica na área de Previsão Numérica de Tempo (PNT) e Clima.

• Quando a PNT iniciou e quais países lideraram a “corrida científica” na PNT?

• Quais países disputam, hoje, a hegemonia na PNT?

Por que o cptec foi criado?

CPTEC / INPE

Missão

Prover o país com o estado da arte em previsão de tempo, clima e ambiental e dispor da capacidade científica e tecnológica de melhorar continuamente estas previsões, visando o benefício da sociedade.

Previsão e Usuários

Programa de Tempo e

Clima

A Previsão Meteorológica depende de:

• Modelos Matemáticos para simular a evolução dos processos atmosféricos

• Computadores para resolver numericamente as equações;

• Observações para determinar o estado inicial (superfície, satélites, oceânicas, radares, sondas, etc.);

• Recursos Humanos para interpretar os modelos e as observações.

S&HP

c PNT PTCS

MODELOSMODELOS

CICC

P&D

A concepção da estrutura do CPTEC

Onde estamos?

• Modelos Numéricos: poucos países possuem capacidade como o Brasil

Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere Atmosphere

Land surfaceLand surfaceLand surfaceLand surfaceLand surface

Ocean Ocean & sea-ice Ocean & sea-ice Ocean & sea-ice

Sulphateaerosol

Non-sulphateaerosol

Atmosphericchemistry

Atmosphericchemistry

Atmosphericchemistry

Evolução dos Modelos

1994 2002 2009 2011 2013CPTEC BMGCS BMGCS

High Res Hydrology

COLA CPTEC/COLA

DynamicVegetation

DynamicVegetation

Sulphateaerosol

Non-sulphateaerosol

Atmosphericchemistry

Terrestrial carbon cycle

Complete carbon cycle (land

&ocean)

Vegetation Fire }

Land use model

Crop Model

Off-linemodeldevelopment

Strengthening coloursdenote improvementsin models

Courtesy: G. Sampaio, INPE/CCST

Onde estamos?

Reconhecimento Internacional

CPTEC: Um dos 12 GPCs da OMM

CPTEC faz parte da rede Regional de Centros de Centros de Excelência de Treinamento em Meteorologia por Satélite Excelência de Treinamento em Meteorologia por Satélite

da OMMda OMM..

288 alunos de 13 países participaram do Vlab –Brasil-INPE

Projeto TIGGE da OMM

Archive Centre

Current Data Provider

NCAR NCEP

CMC

UKMO

ECMWFMeteoFrance

JMAKMA

CMA

BoMCPTEC

IDD/LDM

HTTP

FTP

O RECONHECIMENTO NACIONAL AO CPTEC

Novo Supercomputador

Recursos

• 3 Supercomputadores

• 05 Clusters

• 50 Servidores

• 50 Terminais de Serviço

• 05 Sistemas de Armazenamento NAS (~150 TB)

• 03 Sistemas de Armazenamento SAN (~250 TB)

• 03 Bibliotecas de Fitas (~8 PB)

• 550 Microcomputadores

Novo Supercomputador

TOP 500 Nov-2010

ALGUNS RESULTADOS ILUSTRATIVOS

Santa Catarina – Novembro 2008

135 mortes, 78.000 desabrigados

22

Evento em Santa Catarina Novembro de 2008Previsão com antecedência de três dias

40km 20km 5km

Precipitação real no dia previsto

Angra dos Reis – 2010 New Year’s eve173mm/24h

63 deaths

T+24h

40 km 20 km

T+24h

T+24h

Angra dos Reis, Dez/Jan 2010

15 km

T+24h

5 km

Região Serrana do RJ2011. Aproximadamente1000 mortes

Acumulado de Chuva entre 00UTC 12 – 00UTC 13/jan/2011Desempenho com 1 km de resolução espacial

BRAMS 1 km : NX, NY = 500, 500 300 processos –> 2 ½ h de processamento 24 horas de previsão.

BRAMS 1 kmmm

OS MAIS RECENTES AVANÇOS

Cachoeira Paulista - SP

Cuiabá - MT

NOAA

MSG

GOES

GEONETCast/EUMETCast Intelsat-9/NSS-806

AQUA&TERRA

NOAA

NOAA

Estações de Recepção de Imagens de Satélite

Natal – RN (Fev. 2011)

O sistema SOS monitora e prevê algumas condições de tempo como a quantidade de chuva, localização de sistemas convectivos e a quantidade de descargas elétricas.

SOS - Sistemas de Observações de Tempo SeveroSOS - Sistemas de Observações de Tempo Severo

Os dados meteorológicos são calculados e disponibilizados por municípios.

O Estado da Arte em Previsão de Clima

Boundary conditions Parameterizations

Super-computer

Climate outlook forum

Seasonal forecast practice in Brazil:

Joint effort between CPTEC/INPE, INMET and regional centers

South America domain:ECMWF, UKMO and empirical(limited to common hindcast period)

South America + Pacific domain:ECMWF, UKMO, MF, CPTECand empirical (diff. hind. periods)

1987-2001 1981-2005

Correlation skill: Integrated forecast (precipitation)

Issued: NovValid: DJF

Porquê não apenas modelos?

How is the official seasonal forecast outlook for Brazil produced:

Diagnostic tools: analisys of synoptic conditions, and global and regional climate conditions

Prognostic tools:CPTEC AGCM (Kuo, RAS, Grell), with preicted and persisted SSTCPTEC CGCM (RAS)ETA regional model (40 km), persisted SSTStatistical model (SIMOC : Sul, NE e TSM Atlântico equatorial)EUROBRISA (CPTEC, ECMWF, Météo-France and UK Met Office coupled models, empirical model, and hybrid (integrated) forecast)IRI AGCMs Regional models: RAMS and RSM (FUNCEME)Statistical models (INMET)

Consensus forecast outlook for Brazil is based on expert assessment of all available information

Limitação 1: conhecimento científico (geral)Limitação 2: recursos humanos (CPTEC)Limitação 3: observações (do Brasil)

Os GargalosAlguns do CPTEC, outros do Brasil e outros do conhecimento

Gargalo – Satélite Meteorológico

Atualmente uma das áreas mais sensíveis na cadeia de obtenção de dados meteorológicos, tendo em vista a utilização de satélites norte americanos e europeus, se concentra na falta de satélites meteorológicos próprios. Desta forma, um programa brasileiro de satélites meteorológicos que possa manter em órbita vários sensores dedicados à observação do tempo e clima é uma necessidade primária para a meteorologia do país.

Gargalo – Previsão ImediataRADARES METEOROLÓGICOS

Gargalo – Governança e Integração do Sistema

• Ação de Curto Prazo: harmonização das atividades do INMET e CPTEC

• Curto Prazo – aprovar a PEC• Curto Prazo – Instituir a SExMet -

Interministerial• Médio Prazo – Estabelecer o Programa

Nacional de Meteorologia, Política Nacional de Meteorologia e a Agência Nacional de Meteorologia

2011