Como são feitas as previsões de mar e tempo

A humanidade sempre buscou observar e prever o comportamento da natureza.

No início, o conhecimento meteorológico recebeu um grande impulso da navegação. Os primeiros registros de previsão do tempo datam do século XIX, realizados por Robert Fitzroy, capitão do navio pertencente ao naturalista inglês Charles Darwin, em Londres, Inglaterra.

Naquela época, as previsões eram feitas com técnicas simples de extrapolação, conhecimento da climatologia local e palpites baseados na intuição. Somente em 1950, nos Estados Unidos, foi realizada a primeira previsão do tempo utilizando recursos computacionais, com o primeiro computador digital eletrônico de grande escala — o ENIAC.

Com os avanços da tecnologia, as técnicas utilizadas para gerar previsões de mar e tempo evoluíram muito e nos levaram a sistemas de previsão cada vez mais sofisticados e precisos.

Além de nos apoiar em decisões cotidianas, a previsão do tempo é atualmente crucial em atividades essenciais como agricultura, aviação, navegação, operações portuárias e defesa civil, com a emissão de alertas de risco de desastres.

Mas afinal, como são feitas as previsões de mar e tempo?

Como uma previsão do tempo é gerada?

As previsões atmosféricas e oceânicas são geradas em supercomputadores, por meio de códigos computacionais que reproduzem uma versão aproximada da realidade, conhecidos como modelos numéricos.

Os modelos numéricos utilizam dados reais de temperatura do ar, precipitação, ventos, ondas, entre outros, para resolver equações matemáticas complexas que descrevem o comportamento dos fenômenos oceânicos e atmosféricos e a interação entre eles.

Como resultado, obtemos previsões do que acontecerá com o mar e o tempo nos próximos dias. Ou seja, as previsões de mar e tempo que vemos diariamente seja na televisão, rádio, sites e aplicativos são o resultado do processamento desses modelos numéricos.

É necessária muita ciência, infraestrutura tecnológica e poder computacional para obter os dados e informações corretos para gerar uma boa previsão em tempo hábil. E a obtenção das previsões passa por 3 etapas básicas:

1. OBSERVAÇÃO: Qual é a condição do tempo agora?
2. PREVISÃO: Como será o tempo nos próximos dias?
3. COMUNICAÇÃO: Disseminação da informação.

1. Qual é a condição do tempo agora?

A previsão começa com a observação do estado atual da atmosfera e do oceano.

Uma imagem completa das condições ambientais atuais é necessária para estabelecer a condição inicial do modelo numérico — o ponto de partida.

Essas observações são feitas por instrumentos equipados com sensores que medem uma série de condições meteorológicas ao redor do mundo. Como satélites, estações meteorológicas, boias oceânicas, balões meteorológicos, medidores de vazão, aeronaves e radares.

A qualidade da previsão é totalmente dependente da condição meteorológica com a qual o modelo é iniciado, sendo definida na meteorologia como um "problema de condição inicial". Quanto maior a quantidade de dados e mais precisos eles forem, melhor.

2. Como será o tempo nos próximos dias?

Os modelos que já foram testados e calibrados então utilizam essas informações para resolver um grande número de equações complexas para várias localidades na superfície terrestre e oceânica e em diferentes camadas da atmosfera.

Isso permite que meteorologistas e oceanógrafos simulem como o oceano e a atmosfera estão se comportando atualmente e prevejam o que acontecerá nos próximos dias.

Um fato curioso é que os fenômenos atmosféricos e oceânicos são caóticos por natureza, então pequenos desvios nas primeiras horas da previsão podem resultar em grandes erros dias à frente. Por isso a previsão para hoje é muito mais precisa do que a previsão para amanhã, e quanto mais dias à frente, mais difícil.

Os resultados desses modelos são analisados e então geram previsões globais de mar e tempo que visam representar os eventos oceânicos e atmosféricos em todo o globo.

3. Comunicar a previsão do tempo

Uma vez que a previsão está completa, comunicar efetivamente a informação e entender os impactos dos eventos meteorológicos é tão importante quanto os detalhes da previsão em si.

As previsões globais podem ser transmitidas diretamente, como as previsões que vemos na televisão, sites e aplicativos gratuitos. E podem ser usadas como entrada para a geração de previsões com maior resolução regional ou local por uma grande rede de previsões meteorológicas ao redor do mundo, como o i4cast, o modelo de previsão hiperlocal da i4sea.

Quem é responsável por rodar as previsões globais do tempo?

Apenas algumas grandes instituições governamentais nacionais ou regionais possuem a estrutura necessária para gerar previsões em escala global — com satélites e outros sensores distribuídos pelo globo, supercomputadores e uma grande equipe.

Alguns exemplos dessas instituições são a NOAA nos Estados Unidos, o ECMWF na Europa e o CPTEC/INPE no Brasil.

Embora esses modelos sejam todos baseados na mesma física, alguns modelos podem priorizar certos tipos de configurações ou dados — como velocidade do vento, temperatura e umidade — em detrimento de outros, gerando previsões de forma diferente de outro modelo.

É por isso que dois modelos podem produzir resultados ligeiramente diferentes, mesmo com exatamente as mesmas observações iniciais.

Observamos isso na prática quando acessamos diferentes sites de previsão gratuitos que utilizam diferentes modelos globais e notamos algumas variações entre as previsões. Geralmente quando isso acontece ficamos com a pergunta: qual dessas previsões é mais confiável?

Continuamos esse assunto no post discutindo qual é a melhor previsão do tempo.