A previsão numérica do tempo é a forma como são feitas as previsões meteorológicas. Isto é feito usando modelos computadorizados da atmosfera. Tais modelos descrevem as condições climáticas atuais, e como elas mudam com o tempo, usando equações. Usando as condições meteorológicas atuais, as equações podem ser resolvidas, ou aproximadas para dizer como será o tempo no futuro próximo. Os parâmetros físicos relevantes, tais como pressão, temperatura, direção e velocidade do vento são considerados como funções do tempo. Estes são modelados com um sistema de equações diferenciais parciais. Este é um sistema dinâmico que é resolvido numericamente. A maioria destas equações é implementada usando FORTRAN. As equações são aproximadas. Como o número de cálculos é enorme, os supercomputadores geralmente os fazem, para terminar antes que seja tarde demais.
Previsão numérica do tempo
Idéia básica
A atmosfera é modelada como um fluido. A idéia básica da previsão numérica do tempo é amostrar o estado do fluido em um determinado momento. As equações de dinâmica do fluido e termodinâmica podem então ser usadas para estimar o estado do fluido em algum momento no futuro.
Previsão do tempo local
Os resultados são geralmente muito imprecisos para serem usados para prever o tempo em qualquer lugar. Por este motivo, os meteorologistas verificam os valores e os comparam com os dados históricos. Em outras palavras, eles usam os dados para ajudar a produzir a previsão do tempo.
A Model Output Statistics é um modelo estatístico que foi desenvolvido nos anos 60 e 70. Ele usa análise de regressão para uma previsão totalmente automatizada. Com ele, os dados históricos são analisados automaticamente. Uma de suas aplicações é chamada Saída Direta do Modelo. O MOS usa tanto dados históricos quanto modelagem estatística. Previsões além de cerca de seis horas não são confiáveis.
Outro modelo bem conhecido é chamado Global Forecast System (GFS), que é administrado pelo serviço meteorológico dos EUA, NOAA. Ele fornece uma previsão quatro vezes ao dia. Como as informações são gratuitas, o GFS é freqüentemente utilizado, especialmente por estações meteorológicas menores.
Conjuntos
A atmosfera é um sistema caótico. Uma pequena mudança nos valores de entrada não leva necessariamente a uma pequena mudança na saída. Isto se deve às equações da dinâmica dos fluidos que estão envolvidas. Estas equações envolvidas são resolvidas ou aproximadas uma vez com os parâmetros que foram observados. Isto é feito várias vezes mais, com parâmetros que são baseados nos valores observados, mas que foram ligeiramente alterados. Como o poder computacional é limitado, a "resolução" de tal modelo é mais grosseira. Uma vez concluídos todos os cálculos, eles são comparados uns com os outros. Resultados calculados que são "similares" indicam que o prognóstico é relativamente bom. Em alguns casos, isto significa que é possível prever com precisão o tempo por um período de cerca de dez dias; em outros casos, uma previsão ao longo mesmo de alguns dias pode ser difícil.
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Perguntas e Respostas
P: O que é previsão numérica do tempo?
R: Previsão numérica do tempo é a forma como as previsões do tempo são feitas usando modelos de computador da atmosfera.
P: Como esses modelos descrevem as condições climáticas atuais?
R: Esses modelos descrevem as condições climáticas atuais usando equações que levam em conta parâmetros como pressão, temperatura, direção e velocidade do vento.
P: Como essas equações são resolvidas?
R: Essas equações são resolvidas numericamente usando um sistema dinâmico de equações diferenciais parciais.
P: Com que linguagem de programação essas equações são implementadas?
R: A maioria dessas equações é implementada usando FORTRAN.
P: Por que os supercomputadores são usados para resolver essas equações?
R: Os supercomputadores são usados porque o número de cálculos é enorme e eles precisam ser concluídos rapidamente.
P: Quais parâmetros físicos são levados em conta ao modelar o clima?
R: Parâmetros físicos como pressão, temperatura, direção e velocidade do vento são levados em conta ao modelar o clima.
P: Essa modelagem pode prever o tempo com precisão?
R: Embora a modelagem nem sempre seja totalmente precisa, ela serve como uma ferramenta útil para prever padrões climáticos no futuro.