D7 Reanálise e Produtos Derivados

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Os dados de reanálise meteorológica são uma reconstrução histórica do estado da atmosfera. São produzidos combinando, com um modelo de assimilação de dados, absolutamente todas as observações disponíveis de cada momento do passado — radiossondas, satélites, bóias, aeronaves e estações de superfície — com um modelo de previsão numérica. Isso é conseguido usando uma técnica de assimilação que ajusta o estado do modelo a essas observações ao longo de toda uma janela de tempo, em vez de um único instante. Um dos conjuntos de dados de reanálise meteorológica mais utilizados cobre o período de 1940 até o presente, com uma resolução horizontal de aproximadamente 31 quilômetros e 137 níveis verticais, e produz um novo conjunto de dados a cada hora. Outros centros meteorológicos produzem seus próprios conjuntos de dados de reanálise meteorológica global com especificações semelhantes, mas não idênticas.

Os conjuntos de dados de reanálise meteorológica são, na prática, a única fonte de dados atmosféricos que é simultaneamente homogênea, global e tridimensional. Portanto, eles formam a base para o estudo do clima passado, dos extremos climáticos e da qualidade dos próprios modelos climáticos. No entanto, essas mesmas reanálises meteorológicas carregam vieses decorrentes de mudanças no sistema de observação ao longo do tempo. Por exemplo, os satélites começaram a ser incorporados às observações disponíveis no final da década de 1970, e as próprias radiossondas tiveram seu design alterado ao longo dos anos, de modo que a combinação de observações que alimenta a reanálise meteorológica não é exatamente a mesma no início do período como é no final.

Com base no mesmo princípio, existem produtos globais de precipitação que combinam estimativas de satélite com pluviômetros terrestres para obter uma cobertura abrangente da precipitação em todo o planeta. Alguns desses produtos globais de precipitação cobrem um período tão longo quanto o das reanálises meteorológicas, do final da década de 1970 até o presente; outros cobriram períodos mais curtos, de pouco mais de uma década, antes de serem substituídos por produtos mais recentes que começaram a operar a partir de 2000.

Internamente, a técnica de assimilação variacional que produz tanto a reanálise meteorológica quanto seus produtos derivados funciona minimizando uma função de custo que pondera duas coisas simultaneamente: o quão bem o resultado final se ajusta às observações disponíveis e o quanto esse mesmo resultado se desvia do estado de fundo que o próprio modelo de previsão numérica tinha antes de incorporar essas observações. O resultado dessa minimização é o que se chama de análise: a melhor estimativa possível do estado inicial da atmosfera, o ponto de partida a partir do qual qualquer previsão subsequente é feita.

Como nenhuma reanálise meteorológica ou qualquer produto derivado está livre de viés, calcular a magnitude desse erro tornou-se uma tarefa tão importante quanto produzir a própria reanálise meteorológica: diferentes reanálises meteorológicas, produzidas por diferentes centros com diferentes combinações de observações, são comparadas entre si, e as diferenças que aparecem entre elas são, precisamente, uma medida da incerteza que cada uma carrega. Assim, as reanálises meteorológicas continuam sendo a reconstrução histórica mais completa da atmosfera que existe, desde que seu usuário também entenda os vieses e a incerteza que elas acarretam.

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