Estudo deve tornar mais precisa a previsão de tempestades
Em um estudo divulgado recentemente na revista
Monthly Weather Review, uma equipe de pesquisadores franco-brasileira
identificou e corrigiu uma falha existente em modelos matemáticos usados
para simular os processos de formação de nuvens e de chuva.
De
acordo com os autores, o trabalho deverá tornar mais precisa a previsão
de tempestades. “Comparamos uma simulação feita com um modelo de alta
resolução com dados observacionais coletados em 2012, na cidade de Santa
Maria (RS), situada em uma região considerada berço das maiores
tempestades do planeta”, disse Luiz Augusto Toledo Machado, pesquisador
do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe).
“Notamos
que, no modelo, apareciam muitas nuvens pequenas que não haviam sido
observadas na realidade por meio de satélites e radares de chuva e
decidimos investigar por que isso ocorria”, disse Machado. O estudo
integra um Projeto Temático apoiado pela FAPESP e coordenado pelo
pesquisador.
A coleta de
dados em Santa Maria integrou uma grande campanha científica realizada
entre os anos de 2010 e 2014 no âmbito do Projeto Chuva, cujo objetivo é
desvendar os processos físicos que ocorrem no interior das nuvens,
descobrir a variação de parâmetros como o tamanho das gotas de chuva, a
proporção das camadas de água e de gelo e o funcionamento das descargas
elétricas para, desta forma, aprimorar a previsão de eventos extremos.
Conforme
explicou Machado, o tipo de tempestade que costuma se formar nessa
região do Sul do Brasil é conhecido como complexo convectivo de
mesoescala (CCM) e para simulá-lo foi usado um modelo desenvolvido na
França conhecido como Meso-NH (modelo atmosférico de mesoescala não
hidrostática).
O trabalho
foi feito em parceria com Jean-Pierre Chaboureau, do Laboratoire
d’Aérologie, vinculado ao Centre National de la Recherche Scientifique
(CNRS).
“Comumente, os
modelos regionais que simulam a formação de nuvens trabalham com uma
escala da ordem de 10 quilômetros (km), ou seja, são capazes de gerar
uma informação a cada 10 km. O Meso-NH gera uma informação a cada 2 km e
por isso é considerado de alta resolução, resolvendo de forma mais
explícita a nuvem. Essa é a tendência para o futuro, que nos permitirá
prever, por exemplo, a ocorrência de chuva em cada bairro de uma
cidade”, disse Machado.
A
comparação entre os dados reais e simulados foi feita com uma técnica
inovadora de rastreamento capaz de calcular a distribuição do tamanho e
do tempo de vida das nuvens e da chuva e produzir histogramas que
permitem comparar o tamanho e a altura das nuvens simuladas e observadas
por satélite e radar.
Ao
investigar por que os dados simulados não condiziam com os reais, os
pesquisadores descobriram que o modelo não representava com exatidão
como ocorria a mistura do ar existente dentro e fora da nuvem – processo
conhecido como entranhamento.
“O
entranhamento é uma medida determinada pela turbulência [ mistura do ar
de dentro e de fora]. No modelo, a turbulência era parametrizada em uma
dimensão. Nós então fizemos uma parametrização tridimensional e
alteramos o comprimento de mistura [ distância entre a parcela de ar que
vai entrar na nuvem e a parcela que já está dentro] para torná-lo um
pouco maior”, disse Machado.
Com
as modificações, contou o pesquisador, foi possível tornar mais similar
a distribuição de tamanho e altura das nuvens simuladas e reais.
“Isso
sem dúvida terá impacto na qualidade da previsão de chuva. Em um estudo
de caso, demonstramos que o grau de acerto melhora com a correção da
turbulência”, disse Machado.
Estudos
anteriores, contou o pesquisador, haviam sugerido a existência de
problemas semelhantes em outros modelos matemáticos de formação de
nuvens, que poderão ser corrigidos usando abordagem semelhante.
O
artigo é um dos primeiros desdobramentos do Projeto Chuva, que incluiu,
além de Santa Maria, campanhas de coleta de dados nas cidades de
Alcântara (MA), Fortaleza (CE), Belém (PA), São José dos Campos (SP) e
Manaus (AM). As regiões escolhidas para a pesquisa de campo representam
os diferentes regimes de precipitação existentes no Brasil.
Karina Toledo
Agência FAPESP
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