A importância da qualidade dos dados topográficos para Modelagem de mesoescala

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "A importância da qualidade dos dados topográficos para Modelagem de mesoescala"

Júlio Van Der Vinne Alves
5 Há anos
Visualizações:

1 A importância da qualidade dos dados topográficos para Modelagem de mesoescala Carina Soares, Guilherme Chagas, Ricardo Guedes, Gustavo Silva Brasil Wind Power 2011, Rio de Janeiro, 02/09/2011

2 Tópicos Reconhecimentos Sobre a MEGAJOULE Modelagem de Mesoescala para Avaliação do Recurso Eólico Questões com dados de entrada de superfície Descrição dos testes Resultados Conclusões 2

3 Reconhecimentos Este trabalho foi desenvolvido por: Carina Soares, MEGAJOULE S.A Guilherme Chagas, Universidade de Aveiro, Portugal Ricardo Guedes, MEGAJOULE S.A. 3

4 Sobre a MEGAJOULE Consultora em Energias Renováveis desde 2004 Escritórios em Portugal, Polónia e Brasil (Fortaleza, desde 2009) 4

Modelagem Avançada de Escoamentos @ MJ Ramo

(Mesoescala e CFD) Avaliação de recursos

desde 2008 Código CFD exclusivo Aplicações

Virtuais de Vento Séries de Referência de

5 Modelagem Avançada de MJ Ramo de Inovação desde 2009 Modelagem Avançada (Mesoescala e CFD) Avaliação de recursos eólico por Modelagem de Mesoescala (WRF) desde 2008 Código CFD exclusivo Aplicações de Mesoescala: Mapas de Vento Series Virtuais de Vento Séries de Referência de Longo termo Acoplamento com CFD ou WAsP para micrositing 5

dinâmicas da atmosfera no domínio interior Dependem das condições climaticas local e das

6 Modelos de Mesoescala Modelos meteorológicos não lineares de Área Limitada Partem de condições iniciais e de fronteira (Modelos Globais), para descrever a evolução das condições físicas e dinâmicas da atmosfera no domínio interior Dependem das condições climaticas local e das características fisiológicas da superfície (Elevação, cobertura do solo, etc.) Requer elevado esforço computacional 6

Descrição da Superfície nos Modelos de Mesoescala Dados de Elevação e de cobertura do Solo Simplificação do aspecto do terreno função da resolução Resolução

7 Descrição da Superfície nos Modelos de Mesoescala Dados de Elevação e de cobertura do Solo Simplificação do aspecto do terreno função da resolução Resolução máximas típicas 3-1km Quanto maior a resolução maior a importância de precisão (accuracy) dos dados de elevação. Cada vez mais aplicações de alta resolução < 1km 7

8 Modelo Digital de Elevação (Global) GTOPO30 Modelo Digital de Elevação (DEM) de cobertura Global (USGS) Utiliza diversas fontes de origens e períodos distintos Resolução de 30-arcseg (~1km) Completado em 1996 (Ultima atualização) DEM mais utilizado em aplicações comuns de modelos de Mesoescala 8

Problemas conhecidos com GTOPO30 Diversas origens de qualidade e precisão distintas :: Homogeneidade Completado há mais de 10 anos, e com algumas das fontes

9 Problemas conhecidos com GTOPO30 Diversas origens de qualidade e precisão distintas :: Homogeneidade Completado há mais de 10 anos, e com algumas das fontes de dados já com diversas décadas :: ConConfiabilidade Resolução de origem limita a resolução máxima que pode ser utilizada num modelo para 1km :: Precisão 9

Modelo Digital de Elevação (Global) SRTM e SRTM30 Modelo Digital de Elevação (DEM) de cobertura quase Global (60ºN-56ºS) Desenvolvido pela National Geospacial Agency (NGA) e NASA Resolução

10 Modelo Digital de Elevação (Global) SRTM e SRTM30 Modelo Digital de Elevação (DEM) de cobertura quase Global (60ºN-56ºS) Desenvolvido pela National Geospacial Agency (NGA) e NASA Resolução original de 3-arcseg (~90m) e 1-arcseg para os EUA Originado em Fevereiro de 2000 (recolha em 11 dias durante a missão espacial Endeavour) Convertido para resolução de 30-arcseg (SRTM30) 10

11 SRTM30 vs GTOPO30, exemplo para o Nordeste do Brasil SRTM30 GTOPO30 11

12 SRTM30 vs GTOPO30, exemplo para o Nordeste do Brasil SRTM30 GTOPO30 Melhor representação do Terreno 12

13 SRTM30 vs GTOPO30, exemplo para o Nordeste do Brasil SRTM30 GTOPO30 Artefatos 13

14 SRTM30 vs GTOPO, exemplo para o Nordeste do Brasil SRTM30 GTOPO30 Variabilidade da origem de dados 14

15 SRTM30 vs GTOPO, impacto no recurso eólico SRTM30 GTOPO30 Qual o potencial impacto na precisão da Modelagem do Vento? 15

16 Objetivo e Método do estudo Quantificar o impacto do uso de DEM SRTM30 em alternativa a GTOPO30 na qualidade/precisão das séries de vento geradas pelo modelo de Mesoescala WRF Avaliação estatística das diferenças entre as bases topográficas Comparação com observações anemométricas de qualidade Caso de Estudo: Brasil, Nordeste, 2 pontos de medição (Bahia) Brasil, Nordeste, 0 pontos de medição (Ceará) 16

17 Caso de Estudo BAHIA, DEM GTOPO30vsSRTM30 DH Max = 327 m DH Min = m MAE = 42 m BIAS = -3 m 90%-til = 89 m 17

18 Caso de Estudo BAHIA, Campos de Velocidade média DV Max = 2.8 m/s DVMin = -3.1 m/s MAE = 0.4 m/s BIAS = 0.0 m/s 90%-til = 1.2 m/s 18

19 Caso de Estudo BAHIA Comparação com Observações Caso Altura Medição [m] V média observada [m/s] V média SRTM30 [m/s] V média GTOPO30 [m/s] Desvio Relativo SRTM30 [%] Desvio Relativo GTOPO30 [%] Mastro Mastro Melhoria substancial na comparação com as observações com introdução de SRTM30 Forte desvio sistemático ainda presente. 19

20 Caso de Estudo BAHIA Velocidades do vento por direção 78.2 srtm m (a.g.l.) 78.2 m (a.g.l.) WNW NNW N NNE ENE 4 2 W 0 E WSW ESE SSW SSE S 78.2 gtopo m (a.g.l.) 78.2 m (a.g.l.) WNW NNW N NNE ENE 4 2 W 0 E WSW ESE SSW SSE S 20

21 Caso de Estudo CEARÁ Mapamento Eolico GTOPO30 SRTM30 21

22 Conclusões e trabalhos futuros De acordo com os casos testados: Para a mesma resolução, as diferenças entre o DEM SRTM30 e GTOPO30 revelaram-se muito significativas Em todos os casos testados, o uso de dados de orografia provenientes do SRTM30 nas simulações WRF contribuiu para uma maior confiança do resultados Os desvios entre as velocidades média estimadas e observações locais foram reduzido em cerca de 67% Como trabalhos futuros: Alargamento dos casos de teste Teste a outros parâmetros como Rosa dos Ventos Teste ao uso de dados de Ocupação/Cobertura do solo de maior qualidade 22

23 Obrigado pela Atenção Visitem-nos no STAND 122 Gustavo Silva 23

Documentos relacionados

Previsão de vento com o modelo WRF para a região do Complexo Eólico de Alto Sertão/BA: Resultados Preliminares

Previsão de vento com o modelo WRF para a região do Complexo Eólico de Alto Sertão/BA: Resultados Preliminares Davidson M. Moreira1, Marcelo R. de Moraes2 e Alex A. B. Santos1 SENAI/CIMATEC, Salvador-BA