Liderar o grupo com uma rede hidrometeorológica totalmente integrada

Prepare-se e responda melhor a condições meteorológicas adversas com uma solução completa de ponta a ponta

Desde o advento das aplicações meteorológicas para o radar após a Segunda Guerra Mundial, os engenheiros e operadores têm-se deparado com uma série de desafios importantes.

Desde a precisão do processamento de dados até à manutenção e longevidade dos investimentos em radares, tem sido clara a necessidade de melhorar a supressão de interferências, a calibração automática, a manutenção e a monitorização remota.

Uma rede meteorológica totalmente integrada (exemplo ilustrado abaixo) atende a esses desafios de várias maneiras. Uma solução completa típica da Baron incorpora entradas de dados de uma série de fontes, permitindo a distribuição de imagens e análises de radar em toda a rede, gerando modelos de previsão para uma série de aplicações, realizando processamento de valor agregado derivado de radar e muito mais. Cada uma dessas soluções pode ser fornecida como um sistema independente ou integrada à rede legada do cliente usando um nível exclusivo de capacidade de integração.

Aplicações de inundação

Eventos hidrológicos como as inundações europeias de 2016 custam milhares de milhões de euros em danos e resultam frequentemente na perda de vidas. Na Roménia, o Baron e os seus parceiros construíram uma rede nacional de previsão e monitorização de águas destrutivas - desde a aquisição e modelação de dados até à integração e redistribuição - complementada pelas capacidades de deteção e integração implementadas durante a construção anterior da rede meteorológica integrada do país. Modelos de previsão, radares meteorológicos, medidores de rios e outros dados são utilizados para gerar esta informação. Estes sistemas estão coletivamente ligados para acompanhar as condições, fornecendo orientações sobre inundações e alertas precoces às autoridades hidrológicas e meteorológicas romenas, à escala nacional e das sub-bacias.

Com o programa NEXRAD nos Estados Unidos, os cientistas de dados da Baron desenvolveram um conjunto de produtos de dados de radar de um único local e compostos para uma monitorização mais precisa das taxas e acumulações de precipitação. O conjunto de dados desenvolvido mais recentemente fornece aos meteorologistas acumulações de chuva precisas derivadas de radar para as últimas 1, 3, 6, 12 e 24 horas (Figura 2). Actualizados a cada 4 minutos e fornecidos com uma resolução de 1 km, estes produtos têm um composto de precipitação abrangente em toda a rede, utilizando todas as entradas de dados de radar disponíveis na rede.

Previsão de granizo

Uma avaliação efectuada pela Agência Europeia do Ambiente em 2017 concluiu que os estudos baseados em modelos para a Europa Central mostram alguma concordância quanto ao aumento da frequência das tempestades de granizo na região. Nesse mesmo ano, importantes tempestades de granizo em Espanha, na Croácia e na Turquia realçaram os danos generalizados que estes fenómenos podem causar.

A deteção de granizo tem sido tradicionalmente efectuada através da monitorização de picos de refletividade dentro de uma tempestade convectiva. A tecnologia de dupla polarização permitiu melhorias significativas através de momentos brutos, particularmente quando é aplicado um processamento de valor acrescentado. Nos EUA, a Baron concebeu produtos de dados de valor acrescentado para a deteção e seguimento de granizo, gerados pela amostragem de uma tempestade com radar de dupla polarização, neste caso uma estação NEXRAD, em várias elevações. O pacote de dados volumétricos resultante é avaliado para identificar automaticamente a forma não uniforme do granizo, os valores moderados do Coeficiente de Correlação e a Fase Diferencial Específica próxima de zero.

O granizo detectado é então representado na estação de trabalho de visualização, isolado da precipitação circundante. Além disso, o processamento pode ser aplicado para criar um composto de 1 hora de dados de granizo de dupla polarização (Figura 3), permitindo aos meteorologistas seguir o trajeto do granizo, proporcionando um melhor conhecimento da situação e ajudando na resposta pós-tempestade.

Tempo de inverno

Para eventos climáticos de inverno, como a onda de frio de 2018 na Grã-Bretanha e na Irlanda, as organizações precisam de informações meteorológicas críticas para prever com precisão eventos de inverno com risco de vida, solicitando a abertura de abrigos, o aumento do transporte público e a conscientização geral sobre o clima.

A previsão numérica do tempo, como o Modelo Baron, é essencial para projetar o movimento e a intensidade das temperaturas de inverno, precipitação, cobertura de nuvens e muito mais. Nos EUA, o Baron também produz um modelo meteorológico rodoviário exclusivo (Figura 4), permitindo que as organizações dependentes de viagens rodoviárias, como os departamentos de gestão de emergências e de transportes, tenham mais informações prévias sobre o impacto provável de um evento nas estradas. Estas informações são normalmente distribuídas através de um portal Web seguro, permitindo que os utilizadores autorizados de toda a organização tenham acesso a informações precisas.

Recentemente, foi também disponibilizado nos EUA um novo conjunto de produtos de acumulação de neve à escala nacional baseados em dados NEXRAD (Figura 5). Com uma resolução de 1 km e ciclos de atualização de 4 minutos, a gama mais vasta destes produtos à escala nacional dá aos meteorologistas uma maior amplitude para avaliar os impactos do clima de inverno nas suas regiões de responsabilidade.

Ventos prejudiciais

Um estudo publicado em 2014 por investigadores do Laboratório Europeu de Tempestades Severas confirmou que, em média, ocorrem anualmente 278 tornados e 205 trombas de água em toda a Europa. Apesar disso, apenas 7 dos 39 serviços meteorológicos europeus dispõem de um procedimento de alerta de tornados.

A deteção do cisalhamento do vento derivado do radar, como as técnicas desenvolvidas pela Baron, identifica automaticamente os ventos rotativos que podem levar a tornados, representando a localização dessas assinaturas (Figura 6) através de um ícone circular e dando ao meteorologista a perceção instantânea de uma área que justifica uma inspeção manual adicional, normalmente de produtos de velocidade e de polarização dupla. Outro produto derivado do radar, o Baron Shear Rate, mostra a taxa de mudança de velocidade nos padrões de vento, ajudando os meteorologistas a localizar áreas onde pode ocorrer o desenvolvimento de tornados e downburst.

Um composto de uma hora chamado Baron Shear Swath (Figura 7) permite que os meteorologistas acompanhem o movimento dos ventos circulantes em toda a região com extrema precisão. Adicionalmente, a informação do radar dual-pol é também utilizada de forma automatizada para procurar destroços suspeitos de tornados - árvores e estruturas, por exemplo, projectadas para o ar pelos ventos rotativos - e indicar a posição de quaisquer assinaturas preocupantes no mapa.

Aplicações de visualização

Para visualização, as estações de trabalho de exibição distribuídas fornecem ao pessoal em toda a cadeia de decisão acesso contínuo às mesmas informações. Com as instalações fornecidas pela Baron, a visualização desses produtos de dados e outros é obtida através da estação de trabalho de exibição Baron Lynx. Uma ou várias estações de trabalho podem ser instaladas, permitindo que os meteorologistas de toda a rede visualizem as informações do radar e realizem a fundição de trajetórias e análises avançadas usando produtos de dados de valor agregado, imagens volumétricas e análise RHI (Figura 8).

O sistema Lynx pode também ser utilizado para informações meteorológicas internas e dirigidas ao público (Figura 9).

A visualização através de um navegador Web pode também ser utilizada por utilizadores autorizados que necessitem de mobilidade ou que tenham menos formação meteorológica, permitindo que as observações e análises da rede sejam distribuídas por toda a cadeia de decisão.

Aplicações de alerta e distribuição

As organizações meteorológicas a nível mundial são desafiadas a chegar ao maior número possível de pessoas durante eventos climáticos críticos. Muitas vezes, este objetivo tem de ser alcançado com orçamentos e recursos muito limitados. Uma rede meteorológica fortemente integrada pode ajudar a superar este desafio, simplificando as operações e facilitando o contacto com o público em geral, tanto dentro da rede como fora dela.

O pessoal pode optar por utilizar a sua rede não só para prever e detetar uma situação perigosa de aproximação de uma tempestade ou inundação, por exemplo, mas também para utilizar as mesmas ferramentas para distribuir instantaneamente alertas automáticos ou manuais à população afetada. Os residentes receberão normalmente estas notificações através de mensagens de texto SMS e notificações push baseadas em aplicações.

Os processos automatizados procuram continuamente condições meteorológicas perigosas detectadas pelo radar, tais como chuva, relâmpagos, precipitação de inverno, núcleos de granizo e cisalhamento do vento; os dois últimos tipos de alertas utilizam a varredura volumétrica do radar para criar tabelas de atributos de tempestades e trajectos a partir dos quais estas notificações são emitidas. Quando qualquer uma destas condições é detectada, os alertas são automaticamente gerados e distribuídos aos residentes em perigo (Figura 10).

As notificações push personalizadas introduzidas manualmente por funcionários autorizados também podem ser distribuídas aos utilizadores da aplicação meteorológica.

Conclusão

Desde a previsão e deteção das condições meteorológicas até à análise de valor acrescentado e à notificação atempada das populações afectadas, as vantagens proporcionadas pelas redes hidrometeorológicas totalmente integradas permitem que as organizações sejam mais eficientes e eficazes nas suas operações.

A utilização de radares e de outros sensores para criar modelos e produtos de dados de valor acrescentado é uma parte importante do quadro geral. No entanto, esse quadro também se estende à visualização, distribuição e alerta. Por exemplo, em situações de desenvolvimento descritas nas secções acima, todo o pessoal autorizado tem acesso contínuo e imediato à informação vital para preservar a vida e a propriedade em toda a organização. Quando a informação exacta é amplamente distribuída ao maior número de pessoas, podem ser tomadas decisões mais informadas e, por sua vez, são salvas mais vidas.