VERIFICAÇÃO DAS PREVISÕES DE PRECIPITAÇÃO E TEMPERATURA PARA O RIO DE JANEIRO MAIO A SETEMBRO DE E JULHO A SETEMBRO DE Luciana de Sousa de Oliveira Maria Gertrudes A. Justi da Silva David Garrana Coelho RESUMO Neste trabalho estão relatados os resultados da verificação das previsões para os horizontes de, 8, 7, 96 horas de ocorrência de precipitação e valores máximos e mínimos de temperatura feitas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INT), Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE), Laboratório de Prognósticos em Mesoescala (LPM/UFRJ), Fundação GeoRio - Sistema Alerta-Rio, Somar e Climatempo. Foram usados índices objetivos para verificação da precisão, da tendência e da habilidade das previsões diárias efetuadas nos meses de Maio a Setembro de e Julho a Setembro para a cidade do Rio de Janeiro. Verificou-se que para a previsão de temperatura, tanto máxima quanto mínima, todas as fontes pesquisadas superestimaram a temperatura em todos os horizontes de previsão. No caso da precipitação, Sistema Alerta Rio e INT se destacam nas previsões para o horizonte de horas e CPTEC se destaca para previsões para 96 horas. ABSTRACT In this work are told the results of the verification of forecasts for the horizons of, 8, 7 and 96 hours of rainfall occurrence and values of maximum and minimum temperatures done by Instituto Nacional de Meteorologia (INT), Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE), Laboratório de Prognósticos em Mesoescala (LPM/UFRJ), Fundação GeoRio - Sistema Alerta-Rio, Somar and Climatempo. Objective indexes were used for verification of precision, tendency and ability of daily forecasts made in the periods from May to September and July to September of for municipal district of Rio de Janeiro. It was verified that on temperature forecasts, both maximum and minimum, all sources overestimate the values on all forecast horizons. For rainfall forecasts for the hours horizon, Sistema Alerta-Rio, Somar and INT show the best scores and for 96 hours horizon, CPTEC shows the best score. Palavras-Chave: Verificação, índice de acerto, razão de alarme falso INTRODUÇÃO Foram analisadas as previsões de ocorrência de precipitação e previsões de temperaturas máximas e mínimas elaboradas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INT), Centro de Universidade Federal do Rio de Janeiro - CCMN/IGEO/Departamento de Meteorologia - Laboratorio de Prognósticos em Mesoescala - Cidade Universitária - Ilha do Fundão - 99-9 - Rio de Janeiro RJ -Tel: 98-97 Fax: 8- e-mail: luna@acd.ufrj.br Idem exceto por justi@acd.ufrj.br Idem exceto por garrana@acd.ufrj.br
Previsão do Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC/INPE), Laboratório de Prognósticos em Mesoescala (LPM/UFRJ), Fundação GeoRio - Sistema Alerta-Rio, Somar e Climatempo, divulgadas nos sites dos respectivos centros e empresas durante os meses de Maio a Setembro de e Julho a Setembro. No caso da Climatempo, foram analisadas as previsões divulgadas no jornal O Globo no período citado acima. Através do uso de indicadores estatísticos objetivos, foi possível avaliar a precisão, o vício ou tendência e a habilidade das previsões de precipitação e temperaturas para o município do Rio de Janeiro. Este trabalho tem por objetivo de mostrar ao usuário, leigo ou não, qual das previsões fornecidas pelos diversos órgãos e empresas existentes é mais confiável ou tem maior probabilidade de acontecer. MATERIAL E MÉTODOS A metodologia utilizada para verificar o grau de acertos nas previsões de precipitação consiste na comparação categórica (sim ou não) entre previsão e ocorrência de chuva. Para tal comparação usou-se dados de precipitação das estações da FUNDAÇÃO GEORIO (www.rio.rj.gov.br/georio/alerta) medidas a cada minutos. Considerou-se como o mínimo para ocorrência de precipitação o valor de. mm. A partir da comparação feita a cada mês, foram calculados os índices de precisão, tendência ou vício e de habilidade ou destreza. Como medida de precisão, temos: Proporção de acertos (H) Proporção de previsões corretas independentemente que seja ocorrência ou não do evento. Probabilidade de Detecção (POD) Probabilidade de ocorrência do evento supostamente previsto. Índice crítico de sucesso (ICS) É adequado para a avaliação da qualidade de previsão em situações onde o evento de maior importância é de baixa probabilidade de ocorrência (por exemplo, ocorrência de precipitação) como nos casos em que o evento é corriqueiro. Razão de alarme falso (RAF) É a proporção dos eventos previstos que não ocorreram. Para observações perfeitas os índices H, POD e ICS assumem o valor de. Já o RAF em um sistema de previsões assume um valor igual a zero. Como índice de vício ou tendência: BIAS - Representa a razão entre o total de previsões do evento e o número total de ocorrências do mesmo. O Bias não é uma medida de precisão, apenas mostra a tendência ou vício do sistema de
previsão e seu valor ideal é. Consideramos que o sistema está superestimando a previsão de ocorrência do evento quando seu valor é maior que e subestimando quando seu valor é menor que. Como medida de Habilidade: Índice Heidke (HSS) - É projetado para avaliar a precisão relativa da previsão realizada em comparação a um índice ou sistema de previsão de referência. O HSS usa como referência a chance ou aleatoriedade e neste trabalho como medida de precisão a proporção de acertos (H). Sistemas de previsão com HSS igual a é dito perfeito enquanto que esquemas com HSS igual a apresentam a mesma habilidade de um esquema aleatório. Esquemas de previsão com HSS negativo mostram desempenho pior do que um esquema aleatório. Em relação a verificação das previsões de temperatura, foi feita a comparação entre os dados observados divulgados pelo INT (www.inmet.gov.br), e dados previstos pelo Modelo de mesoescala MM, divulgados no site do laboratório (www.lpm.meteoro.ufrj.br). Utilizou-se como medida de precisão o Erro Quadrático Médio () e o Erro Médio (). O erro médio () nos mostra se o sistema de previsão está superestimando ou subestimando os valores da temperatura. positivo indica superestimativa e negativo indica subestimativa. Já o nos dá a medida do erro médio que está sendo cometido. RESULTADOS E DISCUSSÃO A figura apresenta o índice de acerto para previsão de precipitação. Para o horizonte de horas, Sistema Alerta rio, INT e Somar apresentando índices próximos a 8 %. No horizonte de 8 e 7 horas, todas as fontes pesquisadas apresentam índices semelhantes tendo o INT o maior índice. Já para o horizonte de 96 horas ganham destaque CPTEC e Climatempo, apresentando índice de acerto próximo a 7%. Índice de Acerto - Precipitação - Horas Índice de Acerto - Precipitação - 8 Horas,8,8,6,6,,,, Cptec Climatempo Somar LPM INT Alerta Cptec Climatempo Somar LPM INT
Índice de Acerto - Precipitação - 7 Horas Índice de Acerto - Precipitação - 96 Horas,8,8,6,6,,,, Cptec Climatempo Somar LPM INT Cptec Climatempo Somar LPM Figura -Índice de acerto para a previsão de precipitação. As figuras e apresentam o erro quadrático médio e o erro médio (bias) para temperatura mínima e máxima respectivamente. Para os dois casos, todas as fontes consultadas superestimaram a previsão de temperatura e a Climatempo se destaca apresentando o menor erro ficando em aproximadamente graus para a temperatura mínima e entre dois e três graus para a temperatura máxima. Mínima - Horas Mínima - 8 Horas CPTEC Climatempo Somar LPM INT - CPTEC Climatempo Somar LPM INT Mínima - 7 Horas Mínima - 96 Horas CPTEC Climatempo Somar LPM INT CPTEC Climatempo Somar LPM Figura Erro quadrático médio e erro médio para a previsão de temperatura mínima.
Máxima- Horas Máxima - 8 Horas CPTEC Climatempo Somar LPM INT CPTEC Climatempo Somar LPM INT Máxima - 7 Horas Máxima- 96 Horas CPTEC Climatempo Somar LPM INT CPTEC Climatempo Somar LPM Figura - Erro quadrático médio e erro médio para a previsão de temperatura máxima. CONCLUSÃO Para a previsão de precipitação, todas as fontes estudadas apresentaram índices parecidos embora o Sistema Alerta Rio, Somar e INT tenham se destacado para o horizonte de previsão para horas. Já o CPTEC se destacou no horizonte de 96 horas. Para a previsão de temperatura, todas as fontes consultadas superestimaram tanto a temperatura máxima quanto a mínima e a Climatempo se destacou apresentando o menor erro da temperatura, cerca de graus para a temperatura mínima e entre dois e três para a temperatura máxima. O período de verificação ainda é pequeno, mas os resultados parciais já encontrados podem servir para afirmar a necessidade de se fazer as verificações das previsões buscando assim um aperfeiçoamento nos métodos de previsão para elaborar previsões cada vez melhores para a região estudada. Para trabalhos futuros pretende-se aumentar o período de verificação e disponibilizar estes índices para o público para que ele próprio possa avaliar a qualidade do serviço que lhe está sendo apresentado.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS GEORIO: Totais diários de precipitação coletados pelo Sistema Alerta-Rio e divulgados via Internet (http://www.rio.rj.gov.br/georio/alerta). MURPHY, A. H., R. L. WINKLER: A general framework for forecast verification. Mon. Wea. Rev., vol., -8, 987. MURPHY, A. H.: What is a good forecast? An easy on the nature of goodness in weather forecasting. Wea.Forecasting, vol. 8, 8-9, 99. OLIVEIRA, J. L., JUSTI DA SILVA, M. G. A. Verificação das previsões de precipitação divulgadas pelos jornais para a cidade do Rio de Janeiro. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Rio de Janeiro, RJ, outubro,. WILKS, D. S.: Statistical methods in the atmospheric sciences. Academic Press, 67 p., 99. INT: Condições de tempo registradas nas capitais às 8 UTC divulgados via Internet (www.inmet.gov.br)