Programa Interno em Tempo e Clima (PTCL)

O PTCL realiza pesquisa e desenvolvimento que são utilizados na geração de produtos de monitoramento e previsão de tempo, clima e qualidade do ar; inclui processo de inovação no atendimento da sociedade, nos mais diversos setores, que é o grande desafio do século XXI para a Meteorologia e ciências afins. Desse modo, as atividades de pesquisa e desenvolvimento são vistas no todo, como parte do ciclo de inovação. No entanto, cada uma das etapas tem metas próprias para alcançar com sucesso o produto final.
A redução de impactos de desastres naturais associados aos extremos de tempo e clima bem como a realização dos benefícios sócio-econômicos da melhoria das previsões pode ser conseguida através de previsões cada vez mais precisas e detalhadas que são destinadas ao suporte à decisões, produzindo os desejados resultados de aumento da eficiência e eficácia dessas previsões.

Este instrumento de gestão (programa interno ou unidade organizacional) atua diretamente ou contribui para o alcance dos seguintes Resultados Estratégicos do instituto:

• Resultado Estratégico 1.1: Incrementos na geração de produtos com aplicações sociais da C&T espaciais;
• Resultado Estratégico 3.2: Melhora na qualidade da previsão de tempo, aumentando a confiabilidade dos dados e aprimorando a resolução espacial.

Gerente: Saulo R. Freitas

Meta	Avaliação 2009	2010*	Resultados esperados, alcançados ou status de execução
			março	junho	setembro	dezembro
Aumentar o número de condições iniciais da previsão por conjuntos utilizando LETKF.		PL	Modelo global com resolução de 100 km e 28 camadas com 40 condições iniciais para previsão em modo pré-operacional.	Modelo global com resolução de 100 km e 28 camadas com 40 condições iniciais para previsão em modo operacional e realização de testes com o modelo global com resolução de 63 km e 42 camadas e com 20 condições iniciais para previsão.	Modelo global com resolução de 63 km e 42 camadas com 40 condições iniciais para previsão em modo operacional.	Modelo global com resolução de 45 km e 64 camadas com 20 condições iniciais para previsão em modo pré-operacional.
		AC	Uma versão do modelo global do CPTEC com resolução de 63 km e 42 camadas está sendo testada pré-operacionalmente gerando um conjunto de 40 condições iniciais. Isto está sendo executado no cluster UNA. Com a chegada do novo sistema de supercomputação será possível fazer testes de previsão de tempo por conjunto com 40 membros. O sistema atual usa 15 membros.
		AV
Concluir o laboratório de calibração de radiação, pressão, temperatura e umidade.		PL	Especificação de materiais e equipamentos.	Processos de compra dos equipamentos encerrados com sucesso.	Recebimento, verificação e instalação dos equipamentos.	Operacionalização dos procedimentos de calibração.
		AC	Os processos de compras já estão em fase final e é esperado que no primeiro trimestre de 2011 a meta seja alcançada. Todos os procedimentos já estão teoricamente operacionalizados, aguardando a chegada dos equipamentos para sua finalização. Será elaborado um documento para nortear os novos pedidos de calibração de sensores no LIM.
		AV
Disponibilizar portal para o modelo global do CPTEC e dos modelos regional/mesoescala com assimilação de dados.		PL	Início da confecção dos portais.	Continuação da confecção dos portais.	Realização de testes finais e disponibilização do portal do modelo regional-mesoescala com assimilação e continuação da confecção do portal do modelo global.	Realização de testes finais e disponibilização do portal do modelo global.
		AC	Há uma versão do portal do modelo global pronta que está em avaliação e testes internamente.
		AV
Incluir dados de GPS e de sondagens por satélite no novo sistema de assimilação de dados do CPTEC LETKF.		PL	Inclusão de dados de IWV no LETKF em modo pré-operacional.	Inclusão de perfil de umidade no LETKF em modo de pré-operacional.	Realização de testes com inclusão de dados de GPS-RO no sistema LETKF.	Inclusão de dados IWV, GPS-RO e perfil de umidade em modo operacional no sistema LETKF.
		AC	A conclusão dessa meta está condicionada a pré-operacionalização do LETKF, a qual ainda não foi alcançada devido aos atrasos na aquisição do novo super-computador, e consequentemente, essa também não foi ainda alcançada. Para o caso de perfis oriundos de satélites sondadores de umidade, esse processo estará concluído com a operacionalização do LETKF, uma vez que o sistema está preparado para assimilar tais dados. Mas com relação aos dados GPS, implementações adicionais deverão ser feitas. Rodadas pré operacionais deverão ser realizadas para avaliação do impacto dessas novas fontes de dados. Durante esse período diversos resultados foram obtidos com relação aos dados de satélites e dados GPS. Alguns resultados a respeito da assimilação de dados de radiância estão sendo obtidos. Um controle de dados de radiância está em desenvolvimento, visando sua futura implementação. Com relação aos dados GPS, a obtenção dos dados em modo operacional e em tempo real está em curso com o envolvimento de pesquisadores do Laboratório de Geodésica Espacial da UNESP de Presidente Prudente-SP. Diversos experimentos estão sendo desenvolvidos buscando o aperfeiçoamento da técnica de utilizar dados GPS na assimilação. Em alguns deles estão sendo utilizada a versão operacional do PSAS, dada a não disponibilidade do LETKF devido ao atraso no processo de licitação do novo sistema de supercomputação, a qual foi restrição ao avanço desta meta , como já mencionado. Restrições ao avanço desta meta estiveram associados à sobrecarga dos recursos computacionais disponíveis no CPTEC, uma vez que envolve processamento por Emsemble. Associada a isso o atraso no processo de instalação do novo sistema de supercomputação, o qual estava programado para o segundo semestre e desafogaria a operação, impossibilitou que mesmo metas parciais fossem atingidas. Essa meta está sendo prorrogada para o próximo ano e contará com o super computador CRAY e o LETKF em funcionamento para testes e avaliações.
		AV
Aumentar o número de condições iniciais e de parametrizações físicas diferentes para previsão climática sazonal (6 meses), com detalhamento regional, para melhorar a confiabilidade da previsão.		PL	-	-	Início da climatologia do modelo regional para previsão sazonal no novo sistema de super-computação.	Conclusão da climatologia do modelo regional para previsão sazonal no novo sistema de super-computação e início dos testes de previsão pré-operacionais.
		AC	Foi realizado, uma validação com o MCGA/IBIS (TQ0213L42) para previsão de tempo. O Modelo apresentou uma melhor previsão para as variáveis próxima a superfície e principalmente na simulação da precipitação sobre algumas regiões na América do Sul. Sobre a circulação atmosférica em altos níveis, para previsão de curto prazo não houve melhorias significativas no período analisado. Para previsão sazonal, não foi possível avaliar ainda o seu comportamento. No entanto, ainda faltam dados a serem repassados pelo grupo de clima operacional do CPTEC referentes as condições iniciais e de contorno lateral. A principal restrição a meta foi a falta de recursos computacionais para realizar as simulações.
		AV
Inserir novo esquema de advecçao com monoticidade e gerar avaliação/validação, introduzir aerossóis de solo, vulcões e sal marinho e gerar avaliação/validação do novo sistema de previsão de qualidade do ar com reatividade química no modelo regional CCATT-BRAMS.		PL	Início da inserção do novo esquema de advecção e de aerossóis.	Conclusão da inserção do novo esquema de advecção e de aerossóis.	Início da avaliação e validação da previsão com reatividade química.	Conclusão da avaliação e validação da previsão com reatividade química.
		AC	A avaliação da previsão com reatividade química foi realizada e aprovou sua qualidade. O esquema de advecção com propriedade de preservar monotoniticidade foi avaliado e demonstrou correção e melhoria de resultados nas versões seqüencial e paralela.
		AV
Finalizar a implementação da química atmosférica e gerar avaliação/validação e introduzir aerossóis de solo, vulcões e sal marinho no modelo global do CPTEC.		PL	Finalização da implementação da química.	Geração da avaliação e validação da química.	Início da introdução de aerossóis.	Conclusão da introdução de aerossóis.
		AC	Implementação da química no MCGA foi parcialmente alcançada e será retomada no ano de 2011. Emissão de Aerossóis vulcânicos foi implementada, faltando os módulos de deposição e sedimentação. Demais aerossóis ainda não foram implementados. Para 2011 se buscará a contratação de pessoal para acelerar a execução da meta.
		AV
Realizar atividades de pesquisa, desenvolvimento e inovação para melhoria das previsões de tempo e clima e publicações associadas.		PL	Realização de simulações da influência da área de gelo marinho ao redor da Antártica e vegetação dinâmica sobre a circulação na América do Sul com o modelo Global do CPTEC.	Realização de simulações da influência vegetação dinâmica sobre a circulação da América do Sul com o modelo Global do CPTEC.	Realização de testes pré-operacionais para emsemble regional utilizando diferentes físicas.	Calibração das previsões de tempo e clima.
		AC	Realização de simulações da influência vegetação dinâmica sobre a circulação da América do Sul com o modelo Global do CPTEC. Testes com o modelo global e vegetação dinâmica IBIS com resoluções acima de TQ126L028 (100 km e 28 camadas em grade quadrática) não foram possíveis de serem realizadas por limitação de CPU do cluster UNA, com máximo de 100 disponíveis para estes estudos, limitando em 100 processos apenas para o paralelismo.
		AV
Desenvolver um sistema operacional para alertas de extremos de tempo, clima e qualidade do ar em formato que seja rapidamente absorvido pelas ferramentas de tomada de decisão nos diversos setores.		PL	Início de um levantamento de formatos e ferramentas de tomada de decisão para os alertas de extremos.	Conclusão do levantamento de formatos e ferramentas de tomada de decisão para os alertas de extremos.	Início de elaboração de produtos adequados aos formatos e ferramentas de tomada de decisão para os alertas de extremos.	Conclusão da elaboração de produtos adequados aos formatos e ferramentas de tomada de decisão para os alertas de extremos de tempo, clima e qualidade do ar.
		AC	Sistema para tempo testado e pronto para ser disponibilizado para DOP. Implementação do componente de qualidade do ar em fase de estudos.
		AV
Estender o prazo e detalhamento das previsões de tempo (acima de 7 dias), sazonal (100 km) e qualidade do ar (5 dias e global), com monitoramento 24 horas por dia, e obter um ganho real na qualidade da previsão de tempo de 7 dias (5%) até 2012.		PL	-	-	Início da climatologia do modelo global 100km para previsão sazonal no novo sistema de super-computação e implementação da suíte operacional no novo sistema de super-computação.	Conclusão da climatologia do modelo global 100km para previsão sazonal no novo sistema de super-computação; início dos testes pré-operacionais com modelo global de qualidade do ar e aumentar para 15 dias a previsão de tempo determinística na resolução de 45 km e 64 camadas.
		AC	Versão do Modelo Eta na resolução de 40km para o prazo de previsão de 11 dias está aguardando as condições de EPS do modelo global para geração das previsões. Houve restrições, não há disponibilidade no cluster UNA e não foi disponibilizado o uso do novo supercomputador para permitir espaço e tempo computacional para execução das previsões do Eta para o prazo de 11 dias e previsões de tempo por Ensemble. É necessário a liberação de mais espaço e tempo computacional na UNA, cerca de 400 núcleos de CPU, para permitir que o grupo operacional IO possa gerar EPS do global em formato a ser disponibilizado para o Modelo Eta.
		AV
Aumentar a resolução do modelo global para 20 km e regional para 5km até 2012.		PL	Modelo Global: desenvolvimento e testes da transformada de Legendre para 20 km. Modelo Regional: testes pré-operacionais com resolução de 15 km sobre a América do Sul e 50 camadas para previsão de 7 dias.	Modelo Global: desenvolvimento e testes da dinâmica Euleriana para 20 km. Modelo Regional: conclusão dos testes pré-operacionais com resolução de 15 km.	Modelo Global: desenvolvimento e testes da dinâmica semi-Lagrangeana para 20 km. Modelo Regional: testes pré-operacionais com resolução de 10 km e 50 camadas.	Modelo Global: avaliação de desempenho dos desenvolvimentos anteriores. Modelo Regional: rodadas operacionais com resolução de 5 km e 50 camadas sobre a América do Sul.
		AC	As rodadas operacionais de 5km /50 camadas são produzidas sobre parte da região Sudeste do Brasil. Houve restrições de máquina. O acesso ao cluster UNA é limitado somente a cerca de 600 núcleos aos usuários comuns. Não havendo disponibilidade de máquina, não há como produzir experimentos com resoluções mais alta sobre América do Sul. É necessário a liberação do restante da UNA, cerca de 400 núcleos, para os usuários comuns e operação do CPTEC.
		AV