Como funciona a lógica que faz uma previsão do tempo ser calculada?

A previsão do tempo é calculada combinando medições da atmosfera, leis da física e modelos matemáticos executados em computadores. Esses modelos simulam como temperatura, pressão, umidade, ventos e outras variáveis devem evoluir nas horas e dias seguintes.

Quais dados são usados?

Antes de fazer uma previsão, é necessário saber como está a atmosfera naquele momento.

Os meteorologistas utilizam dados obtidos por:

• estações meteorológicas;
• satélites;
• radares;
• balões meteorológicos;
• aeronaves;
• boias e instrumentos oceânicos.

Esses equipamentos medem variáveis como temperatura, pressão atmosférica, umidade, velocidade e direção do vento.

Como os dados entram no computador?

A atmosfera é representada por uma enorme quantidade de pontos distribuídos sobre a superfície e em diferentes altitudes.

Os computadores utilizam essas informações para construir uma representação matemática do estado atual da atmosfera.

Esse processo é chamado de assimilação de dados.

Como as medições não cobrem todos os pontos da atmosfera, técnicas matemáticas combinam as observações disponíveis com informações provenientes de previsões anteriores.

Como o computador prevê o futuro?

Os modelos utilizam equações baseadas nas leis da física.

Entre elas estão equações que descrevem:

• movimento do ar;
• conservação de energia;
• transferência de calor;
• circulação atmosférica;
• formação e transformação de água na atmosfera.

O computador resolve essas equações repetidamente para estimar como a atmosfera evoluirá.

Esse processo é chamado de previsão numérica do tempo.

Por que é necessário tanto poder computacional?

A atmosfera é extremamente complexa.

O modelo precisa representar uma grande área da Terra dividida em milhares ou milhões de pontos, além de diferentes níveis de altitude.

Em cada ponto, várias propriedades são calculadas repetidamente.

Quanto maior a resolução espacial e temporal, maior tende a ser a quantidade de cálculos necessários.

Por isso, centros meteorológicos utilizam supercomputadores.

Por que a previsão pode errar?

A atmosfera apresenta comportamento caótico.

Pequenas diferenças nas condições iniciais podem produzir diferenças maiores à medida que a previsão avança.

Além disso, os modelos são aproximações. Fenômenos muito pequenos, como determinados processos dentro de nuvens, podem ser menores que a escala diretamente representada pelo modelo e precisam ser tratados por parametrizações.

Por isso, uma previsão para amanhã geralmente é mais confiável do que uma previsão para várias semanas à frente.

Como uma previsão diz que existe 70% de chance de chuva?

Esse percentual não significa necessariamente que choverá durante 70% do dia.

Ele representa uma probabilidade de ocorrência de precipitação em uma determinada área e período, de acordo com a definição utilizada pelo serviço meteorológico.

Para estimar essas probabilidades, podem ser utilizados diferentes cenários de modelos, conhecidos como ensembles.

O que são previsões por conjunto?

Em vez de executar apenas uma previsão, os meteorologistas podem executar várias simulações com pequenas alterações nas condições iniciais ou em determinados parâmetros do modelo.

Se muitas simulações produzem chuva para uma determinada região e outras não, essa dispersão ajuda a estimar a incerteza da previsão.

Quanto mais os cenários divergem, maior pode ser a incerteza.

Por que a previsão muda durante o dia?

Novas observações chegam continuamente.

Quando os modelos recebem dados atualizados, uma nova estimativa do estado da atmosfera é produzida e novas simulações são executadas.

Por isso, a previsão pode mudar conforme surgem informações mais recentes.

### Resumo

A previsão do tempo começa com medições reais da atmosfera. Esses dados são assimilados em modelos matemáticos que representam a atmosfera e aplicam equações físicas para simular sua evolução.

Supercomputadores realizam enormes quantidades de cálculos para produzir previsões de temperatura, chuva, vento e outras condições.

Em essência, prever o tempo significa usar o estado atual observado da atmosfera, aplicar as leis da física e calcular vários cenários possíveis para estimar como ela deverá evoluir.