Sobre a fonte das previsões meteorológicas e como as interpretar.
Os indicadores climáticos disponibilizados na plataforma de previsão e vigilância agroclimática tem por base dados de Centro Europeu de Previsão do Tempo a Curto e Médio Prazo (ECMWF).
Este conjunto de indicadores foram gerados a partir de conjuntos de dados de características distintas, nomeadamente resolução espacial e temporal que varia consoante o tipo de previsão:
- Previsão a médio prazo (15 dias): resolução espacial de 0.25ºx0.25º (~30x30km), disponibilizados na plataforma diariamente às 00UTC.
- Previsão sazonal (7 meses): resolução espacial de 0.4ºx0.4º (~45x45km), disponibilizada na plataforma mensalmente, no 1º dia de cada mês.
O que são e como funcionam as previsões?
O produto de previsão desenvolvido pelo ECMWF pretende reproduzir, através de um modelo numérico, a evolução mais provável e com maior fiabilidade possível as condições atmosféricas para os dias seguintes. Este modelo numérico, denominado por IntegratedForecastingSystem (IFS), consiste na geração de 51 previsões, diferentes,recorrendo ao mesmo modelo, esta técnica denomina-seensemble. Cada um dos 51 membros do ensemble é gerado tendo em conta diferentes condições iniciais da atmosfera de modo a melhor representar a dinâmica e os processos físicos que nela ocorrem.
Dada a natureza caótica da atmosfera da Terra e a imperfeição dos modelos (que nem sempre representam bem a física da atmosfera), existe sempre incerteza associada às previsões meteorológicas
Os dados relativos aos indicadores agroclimáticos que são disponibilizados nesta plataforma, têm associado informação probabilística, baseada no resultado do ensemble,cujo objetivo é ajudar na interpretação da informação da previsão disponibilizada, permitindo ao utilizador identificar a qualidade da previsão, isto é, na prática quanto menor for a dispersão dos valores do ensemble, menor a sua incerteza e maior a fiabilidade da previsão
Previsão a médio prazo (15 dias)
Indicadores obtidos do conjunto de dados do ECMWF:
- Temperatura do ar a 2metros (ºC), valor máximo e mínimo diário;
- Precipitação diária (mm/dia), valor acumulado e probabilidade de ocorrência de precipitação;
- Pressão reduzida ao nível médio do mar (hPa), valor médio diário;
- Humidade relativa do ar a 2metros (%), valor máximo e mínimo diário;
- Intensidade do vento médio a 10 metros (m/s), valor máximo e médio diário;
- Evapotranspiração (mm), valor acumulado diário
Indicadores obtidos do conjunto de dados do ECMWFcom processamento adicional:
- SMI - Índice de água no solo (%). Baseando-nos no trabalho de Huntet al. (2008), temos que o conteúdo em água no solo (ou soilmoistureindex) pode ser dado por:
SMI= (Sw-PEP)/(CC-PEP)
Com SM (soilmoisture) a representar o conteúdo de água disponível no solo em toda a camada de 100cm, PEP o ponto de emurchecimento permanente e CC a capacidade de campo, ambas constantes, dependentes apenas do tipo de solo. O parâmetro Sw é calculado por integração vertical do conteúdo em água em 3 subcamadas de solo (Swvl1, Swvl2, Swvl3), cada uma com diferentes espessuras: 7, 21 e 72cm:
Sw=Swvl1*0,07 + Swvl2*0,21 + Swvl3*0,72
- THI - Índice de stress animal:
O cálculo do índice de stress animal foi efetuado recorrendo a uma fórmula testada por Davis et al. (2003) e já bastante utilizada em diversos estudos, como o de Mader et al. (2006) e Polskyet al. (2017). A fórmula para calcular o termal heatindex (THI) é a seguinte:
THI = 0,8T + RH (T-14.4) + 46.4
Onde T representa a temperatura do ar os 2metros (ºC) e RH a humidade relativa do ar (valor entre 0 e 1).
- Evapotranspiração de referência (mm):
Para determinar este parâmetro, recorremos ao trabalho de Hargreaves &Samani (1982) que nos diz que a evapotranspiração de referência (ET0) pode ser dada por:
ET0 = 0,0023 * Ra * Td * T+17,8)
Onde representa a radiação incidente (Wm-2) num determinado dia do ano (juliano) ; é a diferença entre a média da temperatura máxima e a média da temperatura mínima do ar a 2m (ºC) e é a temperatura média do ar a 2m (ºC)
O cálculo de é dado por:
Ra = d*Wsen(lat)*sen(D) * cos (lat) * cos (D)* sen (W)
Onde corresponde à declinação do sol (em radianos) num determinado dia, o ângulo do por do sol (em radianos) e lat, a latitude do local, tambémem radianos.
Previsão sazonal (6 meses)
Na previsão sazonal, recorremos a 2 variáveis mensais onde aplicamos uma conversão de unidades direta, no entanto é aplicada uma correção de viés através de um parâmetro, calculado com base nas previsões sazonais e na climatologia da reanálise ERA5 (1993-2016) (Dutra et al., 2013; Cavaleiro R., 2023).
- Temperatura do ar a 2m (ºC):
- Precipitação total (mm/mês).
A única variável calculada posteriormente é o índice normalizado de precipitação (SPI):
- Índice normalizado de precipitação (SPI):
É um parâmetro calculado apenas com base nas observações e previsões de precipitação (corrigidas com o parâmetro ). Assim, qualquer previsão de SPI-k é calculada através da precipitação acumulada de k meses (conjunto de observações e previsões).
Referências:
Cavaleiro, R. (2023). Seasonal Forecasts over Southwestern Angola. MSc Thesis. Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa. Lisboa.
Davis RE, Knappenberger PC, Michaels PJ, Novicoff WM. 2003. Changing heat-related mortality in the United States. Environmental Health Perspectives 111(14): 1712–1718.
Dutra, E., di Giuseppe, F., Wetterhall, F., &Pappenberger, F. (2013). Seasonal forecasts of
droughts in African basins using the Standardized Precipitation Index. Hydrology and
Earth System Sciences, 17(6).
Hargreaves, G. H., & Samani, Z. A. (1982). Estimating potential evapotranspiration. Journal of the irrigation and Drainage Division, 108(3), 225-230.
Hunt, E. D., Hubbard, K. G., Wilhite, D. A., Arkebauer, T. J., & Dutcher, A. L. (2009). The development and evaluation of a soil moisture index. International Journal of Climatology: A Journal of the Royal Meteorological Society, 29(5), 747-759.