This article compares the sensitivity of IPCC CMIP3-AR4 and CMIP5-AR5 models used on the latest reports from the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) in representing the annual average variations (austral summer and autumn) on three regions in Northeastern Brazil (NNEB) for the periods 1979-2000 using the CMAP (Climatology Merged Analysis of Precipitation) data as reference. The three areas of NNEB chosen for this analysis were the semiarid, eastern, and southern regions. The EOF analysis was performed to investigate how the coupled models resolve the temporal variability of the spatial modes in the Tropical Atlantic Sea Surface Temperature (SST), which drives the interannual variations of the rainfall in the Northeastern Brazil. CMIP3-AR4 and CMIP5-AR5 models presented a good representation of the annual cycle of precipitation.Results from correlation and mean absolute error analysis indicate that both CMIP3 and CMIP5 models produce large errors and barely capture the interannual rainfall variance during austral summer and autumn in Northeast Brazil, this features is closely related to the poor representation of the modes of SST variability in the Tropical Atlantic Ocean. For the summer and autumn rainfall projections in the semiarid region, there was no convergence between the CMIP3 and CMIP5 models. During the summer and autumn in the eastern sector, both the CMIP3 and CMIP5 models projected rainfall above the mean for the 2040-2070 period.
Resumo Este estudo investigou as principais características atmosféricas associadas a eventos extremos de precipitação com uma defasagem de três dias antes da ocorrência desses extremos. Os extremos foram definidos quando na maior parte dos pontos de grade sobre o Nordeste do Brasil (2° S-12° S e 45° W-37° W), as chuvas diárias foram iguais ou superiores a 50 mm. Foram utilizados dados diários de precipitação de um conjunto de estações pluviométricas distribuídas sobre o NEB, provenientes das redes observacionais pertencentes ao Instituto Nacional de Meteorologia, Agência Nacional de Águas e Núcleos Estaduais de Meteorologia e Recursos Hídricos, cobrindo o período de 1974-2003. Estes dados foram interpolados espacialmente, usando a técnica do inverso do quadrado da distância, para uma grade regular com resolução de 1° de latitude e longitude (aproximadamente 111 km). Para análises das características atmosféricas foram usados dados de reanálises de variáveis atmosféricas como: vento zonal meridional, temperatura do ar, umidade relativa e outras das reanálises do NCEP-NOAA desde a superfície até 200 mb. Os resultados mais expressivos mostraram que três dias antes dos eventos de precipitação considerados extremos, há uma incursão de ar frio para a área central do NEB, intensificando um dia antes dos dias dos eventos, com anomalias inferiores a −4 °C, que não aparecem para os eventos considerados de pouca precipitação sobre a região.
RESUMONeste trabalho, foi utilizado um modelo de atmosfera de mesoescala para previsão de ventos em curto prazo para aplicações em geração de energia eólica. Diferentes resoluções espaciais e parametrizações foram testadas, sendo a comparação entre as simulações feita com base em uma metodologia estatística, que se utiliza de um conjunto de índices e medidas de erro amplamente utilizados em estudos meteorológicos e avaliações de modelos atmosféricos. Tal metodologia foi aplicada para escolha das melhores opções de espaçamento de grade horizontal, parametrização de turbulência e peso do relaxamento newtoniano na representação dos campos de vento do litoral cearense em quatro dias do período de transição entre as estações seca e chuvosa. Os testes revelam que, dentre as opções testadas, a configuração que melhor reproduz as observações ao longo do litoral, conta com espaçamento de grade horizontal de 1 km, turbulência parametrizada com a versão anisotrópica do esquema proposto por Smagorinsky e escala de tempo do relaxamento newtoniano de 12 h. Palavras chave: previsão de ventos; modelagem atmosférica; energia eólica; intercomparação estatística. ABSTRACT: HIGH RESOLUTION ATMOSPHERIC MODELING TO FORECAST WIND ENERGY GENERATION IN CEARÁIn the present work, a mesoscale atmospheric model was used for short-term wind forecast for applications on wind energy generation. Different spatial resolutions and parameterizations were tested, and the comparison among the simulations was based on a methodology, which uses a set of statistical indices and error indicators widely accepted in the Meteorology community when evaluating atmospheric models. Such methodology was utilized in order to choose the best options for horizontal grid spacing, turbulence parameterizations and nudging timescale when representing the wind field over the coast of Ceará State, in Northeast Brazil, in four days during the transition period between the dry and wet seasons. The tests reveal that, among the different options, the model setup, which reproduces better the observations along the coast is the one with a 1km grid spacing, using an anisotropic Smagorinsky-type turbulence scheme and Newtonian relation timescale of 12 h.
Recebido em 22 de Maio de 2017 -Aceito em 29 de Setembro de 2017 ResumoConhecer a distribuição espacial dos padrões de vento de uma região costeira para monitoramento do potencial eólico onshore e offshore passa pela existência de uma rede de estações meteorológicas no litoral. No litoral cearense, em decorrência de uma sistemática ausência desta rede, o estudo dos ventos costeiros pode se beneficiar com a utilização dos ventos a 10 m estimados por satélites, BSW, com resolução espacial e temporal de 0,25°e seis horas, respectivamente. Neste trabalho, os ventos BSW são validados na vizinhança do litoral cearense através de boias oceânicas e torres anemométricas. Verificada sua acurácia, estes dados são utilizados para estudar a variabilidade espacial dos ventos marítimos no litoral cearense, em escala sazonal e interanual, e suas correlações com os ventos costeiros. Palavras chave: ventos offshore, satélite, litoral. Study of the Offshore Wind Patterns on the Ceará Coast Using EstimatedData for the BSW Satellites Product AbstractTo know the spatial distribution of the wind patterns of a coastal region for monitoring the onshore and offshore wind potential goes through to the existence of a network of meteorological stations on the coast. On the coast of Ceará, a systematic analysis of the results obtained through prospective studies can be beneficial with the use of the results at 10 m estimated by satellites, BSW, with spatial and temporal resolution of 0.25°and six hours, respectively. In this work, BSW winds are validated in the vicinity of the coast of Ceará through oceanic buoys and anemometric towers. Verified its accuracy, these data are used to study spatial variability of sea winds in Ceará, in seasonal and interannual scale, and their correlation with the coastal winds. Keywords: offshore winds, satellite, coast. IntroduçãoO Estado do Ceará está localizado em uma área com contínua circulação de ventos alísios que são intensificados por fenômenos de mesoescala como a brisa marítima, sendo, portanto, uma região de rico potencial energético (SEINFRA, 2001;Teixeira, 2008). A magnitude dos ventos alísios é afetada também pela presença do continente, entretanto, o Oceano Atlântico institui uma extensa área da costa do Estado do Ceará, livre de obstáculos, o que originam ventos alísios com notável intensidade, constância e baixa turbulência. Estes ventos, com destacada componente onshore, quando atuantes em costas com relevo pouco acidentado, como é o caso da costa cearense, determinam fortemente os ventos costeiros continentais.A energia eólica no Estado viabiliza a complementaridade sazonal quando aliada ao regime hídrico, visto que seu potencial máximo ocorre em períodos de baixos níveis dos reservatórios, Rocha et al. (1999). Com o intuito de Revista Brasileira de Meteorologia, v. 32, n. 4, 2017
Resumo Este estudo investigou com observações e modelagem usando dados diários de Radiação de Onda Longa (ROL) a fase positiva favorável à atividade convectiva associada à variabilidade atmosférica intrassazonal de baixa frequência conhecida com Oscilação de Madden-Julian (OMJ) entre a região do Indico-Pacífico (INDI-PAC) e Nordeste do Brasil (NEB) entre os meses de novembro a maio no período de 1982 a 2013. O modelo usado foi global Ocean-Land-Atmosphere Model - OLAMV3.3, e para as observações foram usados dados observados por satélites gerados pelo Climate Prediction Center/National Ocean Atmospheric Admistration. O objetivo foi verificar o tempo do deslocamento da banda zonal dessas oscilações de convecção desde seu pulso inicial, região INDI-PAC até chegar sobre o NEB. Aplicou-se o método de filtragem de dados conhecido como Filtro de Lanczos na banda de 20-70 dias com a finalidade de eliminar oscilações altas (escalas sinóticas) e baixas freqüências (anuais ou mais). Características espectrais usando análises de Ondeletas mostraram que essas oscilações entre 20-70 dias, no período de novembro a maio, têm um espectro de energia máximo nos dados observados centrado no período de 8-16 pêntadas, final de dezembro e início de abril. O OLAM mostrou um adiantamento desse pico de máxima energia na região INDI-PAC e uma extensão na data de chegada no NEB, significando um atraso, sendo essa data para final de abril e maio.
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