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Mini-Simpósio

Expositores

1. Claudio Moises Santos e Silva

Título: Modelagem dinâmica da atmosfera: princípios e aplicações sobre o Nordeste do Brasil

Resumo: A dinâmica da atmosfera pode ser estudada e simulada numericamente através de leis físicas compostas pelas equações de Navier- Stokes, energia termodinâmica, continuidade de massa e a equação de estado para os gases ideais. Esse conjunto constitui o núcleo dinâmico dos Modelos de Circulação Geral da Atmosfera (MCGA). Os MCGA formam um sistema não linear que admite apenas solução numérica. Portanto, para resolvê-lo faz-se necessária a discretização do espaço contínuo em elementos finitos de volume ou então a utilização de métodos espectrais. Neste sentido, apresentam-se os fundamentos (físicos e numéricos) usados em modelagem dinâmica da atmosfera. Também são abordadas as parametrizações físicas necessárias para o estudo dinâmico de tempo e do clima. Como exemplo de aplicação, apresentam-se simulações realizadas com o Regional Climate Model version 4 (RegCM4) para o verão e outonode três anos (1997, 1998 e 1999). Finalmente, através do cálculo de índices de exatidão e desempenho, mostra-se que o modelo RegCM4 apresenta-se como ferramenta potencial para previsão climática no Nordeste do Brasil.

2. Rosane Rodrigues Chaves

Título: Clima atual e futuro do Nordeste Brasileiro nos modelos do IPCC

Resumo: O IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) na elaboração dos seus relatórios considera resultados de modelos numéricos climáticos de diversas instituições. No quarto relatório (AR4) do IPCC, divulgado em 2007, foram usadas as simulações da terceira fase do Projeto de Intercomparação de Modelos Acoplados (CMIP) e cenários de emissões elaborados no ano 2000. O quinto relatório (AR5) usará os dados das simulações da quinta fase do CMIP baseadas em um novo conceito de cenários que leva em conta a trajetória das emissões e concentrações dos gases do efeito estufa e também do uso do solo. Os resultados destas simulações usadas no AR4 e AR5 serão apresentados para o Nordeste brasileiro, tanto para o clima atual, como para o clima futuro, considerando diversos cenários.

3. Prof. David Mendes

Título: Utilização de redes neurais artificiais em meteorologia e climatologia: Uma nova ferramenta

Resumo: A construção de cenários hidrológicos em decorrência de previsão climática sazonais, ou de alterações climáticas através de uma análise a longo prazo, é uma necessidade cada vez mais essencial para o entendimento do clima e de possíveis alterações no clima. Nos últimos anos, a comunidade científica internacional tem obtido tais cenários através de modelos de circulação geral da atmosfera (MCGA) a nível global e regional. Estes modelos apresentam atualmente malhas de resolução muito esparsas, com espaçamentos típicos entre os nós de algumas centenas de km. Deste modo, impõe-se o desenvolvimento de técnicas de transferência da informação gerada pelos MCGAs em larga escala, para as escalas menores, i.e. as chamadas técnicas de downscaling. As técnicas de downscaling podem ser enquadradas em duas abordagens distintas conceitualmente; 1) os modelos dinâmicos regionais, com resolução ais fina que os modelos globais; b) através de métodos empíricos. Recentemente, Redes Neurais Artificiais (RNAs) também têm sido empregadas com bons resultados, como um instrumento de downscaling (Hewitson e Crane, 1996), onde utiliza-se esta técnica para estabelecer relações não lineares entre a circulação de grande escala e a precipitação local observada, para isso utiliza-se MCGAs (Coulibaly et al, 2005). Em suma, as RNAs que hoje são utilizadas em meteorologia e climatologia, estão colaborando de maneira significante no desenvolvimento de previsão de tempo, clima e correção de incertezas nos modelos dinâmicos de clima e tempo.

4. Paulo Sérgio Lucio

Título: Previsão do risco de transmissão de doenças vetoriais através de modelos: um desafio real!

Resumo: Dengue é uma virose humana, transmitida por mosquitos da espécie pantropical Aedes aegypti. A doença causa epidemias, com grandes impactos sociais e na saúde, e pode ser fatal no caso de formas hemorrágicas. O Ae. aegypti é principalmente urbano e dependente dos ambientes domésticos com água em recipientes para completar seu ciclo de desenvolvimento aquático. Além das ações de controle ou de comportamentos humanos favoráveis, os mosquitos sofrem a influência de fatores climáticos para completar seu ciclo de vida e eventualmente transmitir os vírus da Dengue. Parece, dessa forma, fácil construir modelos para avaliar o risco de epidemias, levando em conta o clima ou as previsões meteorológicas. Alguns modelos, chamados "Dinâmicos Determinísticos (DD)", representam as relações entre o mosquito, o vírus e o hospedeiro humano. Outros modelos, ditos "Dinâmicos Estocásticos (SD)" usam metodologia estatística para determinar quais as variáveis explicativas sendo significativas para a transmissão. Por vezes, uma combinação desses dois tipos de modelos, adicionado a eventos estocásticos, revela-se mais adequada para simular o mundo real. Primeiro é necessário determinar quais as variáveis climáticas, entre aqueles disponíveis, têm uma influência sobre as diferentes fases do ciclo de vida do mosquito e em última instância, a transmissão do vírus: um conhecimento profundo da biologia e da ecologia do mosquito e das suas interações com seres humanos é um pré-requisito. De fundamental importância é a disponibilidade de dados climatológicos, epidemiológicos e entomológicos de boa qualidade. Uma vez executado, o modelo deve ser validado com dados reais, onde predições devem ser realizadas. Todavia, isso se refere apenas às situações passada e presente, e um objetivo mais útil é prever o risco futuro de transmissão. Por este motivo é que nós desenvolvemos um protocolo, incluindo uma combinação de ambos os tipos de modelos: DD baseado em modelos SEIR hospedeiro com SI vetor e SD baseado em algumas técnicas estatísticas: regressão sazonal por componentes principais (PCR); modelos autoregressivos (AR); "autoregressive distributed (AD) models"; "autoregressive distributed lag (ADL) models", "autoregressive integrated moving average with exogenous input" (ARIMAX) e modelos com efeitos mistos (MEM).

5. Kellen de Lima

Título: Frequência de extremos de precipitação sobre la plata basin em simulações do clima presente e de projeções para o futuro

Resumo: A ocorrência de eventos de precipitação intensa (EPI's), principalmente durante o verão na América do Sul, causa grande impacto nas atividades sócio-econômicas deste continente. Com o intuito de analisar a caracterização da frequência dos EPI's sobre a dois diferentes setores da Bacia do Prata, verificando a habilidade de modelos regionais em representar esses extremos, quando comparados aos dados observados, os EPI's foram identificados por meio da Técnica dos Quantis. Neste estudo os modelos utilizados foram: Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos/Instituto Nacional de Pesquisas Espacias (Eta), Rossby Centre Regional Climate Model (RCA), PROgnostic at the MESoscale (PROMES), National Center for Atmospheric Research nonhydrostatic Mesoscale Model/Centro de Investigación del Mar y la Atmósfera (CIMA version MM5), Max-Planck-Institute for Meteorology REgional MOdel (REMO). Resultados preliminares mostraram que o Eta e o REMO foram os modelos que mais se aproximaram dos valores observados. Além disso, os cinco modelos analisados representaram relativamente bem o ciclo mensal da climatologia da precipitação na frequência de EPI's na parte norte da LPB, ao contrário da parte sul em que os modelos não representaram a distribuição tão uniforme da precipitação em EPI's. Análises da média dos resultados de todos os modelos regionais dos EPI's para o setor norte da LPB, mostraram que os anos que mais se aproximaram dos valores observados foram: 1991, 2006 e 2005; enquanto que para a parte sul, os anos 1996, 2001 e 2002 representaram melhor o dado observado. Com relação ao clima do futuro, as projeções mostraram uma variabilidade decenal tanto no setor norte quanto no setor sul. A variação na frequência de casos do clima futuro comparada com o passado foi maior no setor norte da bacia. Análises de campos atmosféricos são necessárias para obtenção de explicações para as situações mostradas no estudo.