Nome do Projeto
Probabilidade condicional de formação de geada no Rio Grande do Sul e Santa Catarina
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/09/2020 - 01/09/2023
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Exatas e da Terra
Resumo
No Rio grande do Sul (RS) e em Santa Catarina (SC) durante o período temperado-frio, especialmente entre os meses de maio a setembro, observa-se a ocorrência de temperaturas muito baixas que favorecem a formação de geadas. Situação extrema de baixas temperaturas associadas à ocorrência de geadas se constitui em um evento meteorológico adverso e de risco para a produção agropecuária. A geração de informações sobre a ocorrência de geadas é especialmente importante para as regiões produtoras de grãos, como é o caso do RS, em que na safra 2006 foi verificada uma redução de cerca de 52% no rendimento de grãos de trigo, associada somente à ocorrência de geadas ( IBGE, 2009). O conhecimento da probabilidade de formação de geada com certa antecedência é apontado como um importante subsídio na tomada de decisões do setor agropecuário (Grodzki et al., 1996). A intensidade da geada está associada a determinados padrões de circulação atmosférica, especialmente os anticiclones transitórios, com seu núcleo central mantendo-se continental entre o Sul da Argentina e Sul do Brasil. Estes núcleos transitórios frios são influenciados pelos efeitos geofísicos locais. Pode-se definir que a formação da geada é resultado de dois grupos de fatores, os geofísicos e os atmosféricos. Nos fatores físicos destacam-se a latitude, longitude, altitude, continentalidade e fotoperíodo, como fatores que interferem no resfriamento. Assim, a geada é função da combinação de dinâmica da atmosfera e da geofísica local. O objetivo principal deste projeto é estabelecer a probabilidade combinada de ocorrer geadas, considerando os efeitos dinâmicos da atmosfera (risco atmosférico) e a efeitos geofísicos de superfície (risco geo) nos estados do RS e SC (área de estudo). Inicialmente será necessário montar banco de registros históricos, considerando informações geográficas do local, data, intensidade da geada e temperatura mínima ocorrida em cada evento. O banco de dados com registro de geada servirá para conhecer as relações estatísticas espaciais do evento sobre a área de estudo. Certamente a principal variável é a temperatura mínima, representadas pelos limiares de frio (possivelmente entre 6 e 0 grau). Alguns registros mostram formação de geadas com 6 graus em locais de alto relevo, mas estes limiares serão definidos e transformados em probabilidades, aqui definido de “risco atmosférico”. As variações geofísicas influenciam as temperaturas mínimas em proporções similares a geada. Através da regressão múltipla nas temperaturas de inverno permite identificar os efeitos combinados os fatores padronizados da latitude (graus), altitude (metros), continentalidade (distancia em graus, derivada da latitude e longitude) e fotoperíodo (horas). A equação múltipla resultante aplicada a cada local descreve a probabilidade da geada associada à parte geofísica, definida de “risco geo”. Serão criados mapas de alta resolução da área do estudo com as probabilidades de formação de geada total (risco atmosférico + risco geo), para as classes de geadas fracas, moderadas e fortes. Por fim, os parâmetros e critérios desenvolvidos para probabilidade total de formação de geada serão testados do modelo dinâmico de previsão de tempo GSF (Global Forecast System) para a área de estudo.

Objetivo Geral

O objetivo principal é estabelecer a probabilidade de ocorrer geadas associadas fatores dinâmicos da atmosfera e a fatores geofísicos de superfície para os estados do Rio Grande do Sul e Santa Catarina.

Justificativa

Situação extrema de baixas temperaturas associadas à ocorrência de geadas se constitui em um evento meteorológico adverso e de risco para a produção agropecuária. A geração de informações sobre a ocorrência de geadas é especialmente importante para as regiões produtoras de grãos, como é o caso do RS, em que na safra 2006 foi verificada uma redução de cerca de 52% no rendimento de grãos de trigo, associada somente à ocorrência de geadas ( IBGE, 2009). O conhecimento da probabilidade de formação de geada com certa antecedência é apontado como um importante subsídio na tomada de decisões do setor agropecuário. O modelo dinâmico de previsão de tempo GSF simula muito bem às variações dinâmicas da atmosfera com alguns dias de antecedência no Sul do Brasil, que associadas às informações probabilísticas locais podem contribuir na estimativa de formação da geada.

Metodologia

Inicialmente será necessário montar banco de registros, considerando informações geográficas do local, data, intensidade da geada e temperatura mínima ocorrida em cada evento. Este banco de dados será através de informações históricas de estações meteorológicas oficiais e também não oficiais RS e SC, respeitando a veracidade da informação. Salienta-se a carência de registros oficiais sobre o evento de geada agrega incertezas sobre suas intensidades. O avanço tecnológico e substituição das estações convencionais de superfície pelas automáticas facilitaram muitas informações em tempo real, mas no caso da geada o efeito foi contrario, pois não ocorre mais o registro humano. O banco de dados com registro de geada servirá para conhecer as relações estatísticas espaciais do evento sobre a área de estudo. A probabilidade total da geada será composta pela parte dinâmica e geofísica. A probabilidade gerada pela parte dinâmica, definido de “risco atmosférico” será derivada das variáveis em ponto de grade regular de 0.5 x 0.5 graus (latitude x longitude) do modelo de previsão GFS (Global Forecast System), disponibilizado pela NCEP (National Centers for Environmental Prediction (NCEP). Certamente a principal variável é a temperatura mínima, representadas pelos limiares de frio (possivelmente entre 6 e 0 grau), no entanto, as condições necessário a formação de geada é condicional a influenciada por outras variáveis, tais como: cobertura total de nuvens (perfil vertical umidade), a altura da isoterma de 0 grau (espessura da baixa camada atmosférica), a velocidade vento (interfere a concentração gelo) e outras. A partir das relações da geada com temperatura mínima e suas condicionais meteorológicas pode-se definir as probabilidades do “risco atmosférico”. O modelo dinâmico de previsão de tempo GSF simula muito bem às variações dinâmicas da atmosfera com alguns dias de antecedência no Sul do Brasil, que associadas às informações físicas locais podem contribuir na estimativa de formação da geada no RS e SC. Para a parte geofísica, definido de “risco geo”, serão usadas as temperaturas mínimas de inverno de 39 estações meteorológicas de superfície do INMet (Instituto Nacional de Meteorologia) sobre o RS e SC. As variações geofísicas influenciam a geada, certamente influenciam as temperaturas mínimas em proporções similares e sendo estas amplamente distribuída sobre a área de estudo. A hipótese é de que o padrão de variação da temperatura mínima no RS e SC seja parcialmente explicado pela variação espacial dos parâmetros geofísicos. Para cada estação meteorológica de superfície será calculada os efeitos combinados da latitude (graus), altitude (metros), continentalidade (distancia em graus, derivada da latitude e longitude) e fotoperíodo (horas) sobre temperatura média do período frio (julho). Para definir as influências espaciais dos fatores geofísicos sobre a temperatura mínima na área de estudo será aplicada a regressão múltipla com os fatores padronizados. Por fim, serão criados mapas de alta resolução da área do estudo com as probabilidades de formação de geada total, (risco atmosférico + risco geo) para as classes de geadas fracas, moderadas e fortes.

Indicadores, Metas e Resultados

Ao final da pesquisa espera-se disponibilizar uma metodologia de previsão probabilística da geada que combine os efeitos dinâmicos e geofísicos. Esta metodologia depois de testada poderá ser incorporada de forma operacional as rotinas diárias do CPPMet (Centro de Pesquisas e Previsões Meteorológicas) da Faculdade de Meteorologia.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
JULIO RENATO QUEVEDO MARQUES8
LUCIANA BARROS PINTO2
MARIA EDUARDA PONTES DE MORAES
MARLON TOMASCHEWSKI
RODRIGO MACHADO DE ANDRADE BARTELL DA CRUZ
THABATA PAOLA IDIART BRUM

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