@PhDThesis{Fonseca:2010:EsPrEv,
author = "Fonseca, Josiane Ferreira Bustamante",
title = "Estudo da previsibilidade de eventos severos sobre o sudeste da
Am{\'e}rica do Sul com {\^e}nfase na regi{\~a}o da Serra do Mar
usando previs{\~a}o de curto prazo por ensemble",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2010",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2009-12-17",
keywords = "previs{\~a}o de curto prazo por conjunto, modelagem regional,
previsibilidade, modelo Eta, eventos severos, short-range ensemble
prediction, regional modeling, predictability, Eta model, extremes
events.",
abstract = "As caracter{\'{\i}}sticas da previsibilidade de eventos severos
s{\~a}o estudadas a partir de simula{\c{c}}{\~o}es com Sistemas
de Previs{\~a}o de Curto Prazo por Conjunto utilizando o modelo
Eta com resolu{\c{c}}{\~a}o horizontal de 10 km e 38
n{\'{\i}}veis na vertical. S{\~a}o testadas diferentes
metodologias de incorpora{\c{c}}{\~a}o das incertezas na
previs{\~a}o. Tanto os erros devido {\`a}s incertezas das
condi{\c{c}}{\~o}es iniciais quanto os erros em decorr{\^e}ncia
das imperfei{\c{c}}{\~o}es do modelo s{\~a}o considerados na
estrutura do Ensemble de Curto Prazo. Quatro experimentos foram
realizados utilizando 4 casos de Zona de Converg{\^e}ncia do
Atl{\^a}ntico Sul (ZCAS) e 4 casos de passagem de Sistema Frontal
(SF) que ocorreram sobre a regi{\~a}o da Serra do Mar no Sudeste
do Brasil. Dois conjuntos foram experimentados para levar em
considera{\c{c}}{\~a}o as incertezas das condi{\c{c}}{\~o}es
iniciais, um em que foram inicialmente perturbados o vento e a
temperatura, e outro em que al{\'e}m destes dois campos iniciais,
tamb{\'e}m foi perturbada a vari{\'a}vel umidade
espec{\'{\i}}fica. Os membros fornecidos pela previs{\~a}o por
conjunto do modelo global do CPTEC s{\~a}o utilizados como
condi{\c{c}}{\~o}es iniciais e de contornos laterais para os
experimentos de curto prazo. Um terceiro experimento incorpora
{\`a}s previs{\~o}es as incertezas nas descri{\c{c}}{\~o}es de
processos f{\'{\i}}sicos do modelo. Neste conjunto de
previs{\~o}es, 7 integra{\c{c}}{\~o}es do modelo Eta foram
conduzidas com altera{\c{c}}{\~o}es em cada uma delas, quer seja
no esquema de parametriza{\c{c}}{\~a}o convectiva, no esquema de
superf{\'{\i}}cie ou em ambos os esquemas. O quarto conjunto
corresponde {\`a} combina{\c{c}}{\~a}o das previs{\~o}es
fornecidas pelos membros do ensemble de curto prazo de
condi{\c{c}}{\~a}o inicial e de parametriza{\c{c}}{\~o}es
f{\'{\i}}sicas, formando um conjunto com 11 membros, sendo uma
previs{\~a}o controle, 4 membros de condi{\c{c}}{\~a}o inicial
e 6 membros de parametriza{\c{c}}{\~a}o f{\'{\i}}sica. Os
resultados s{\~a}o apresentados por meio de {\'{\i}}ndices
estat{\'{\i}}sticos de acerto que normalmente s{\~a}o
empregados em avalia{\c{c}}{\~o}es de previs{\~o}es fornecidas
por sistemas de previs{\~a}o de tempo por conjunto. O ensemble de
curto prazo sofre os efeitos das modifica{\c{c}}{\~o}es do
ensemble de m{\'e}dio prazo do global, produzindo
perturba{\c{c}}{\~o}es que crescem mais r{\'a}pido do que
naqueles casos em que n{\~a}o s{\~a}o aplicadas
perturba{\c{c}}{\~o}es na umidade espec{\'{\i}}fica. As
avalia{\c{c}}{\~o}es estat{\'{\i}}sticas dos 4 conjuntos
indicam que em termos de previs{\~a}o de precipita{\c{c}}{\~a}o
o conjunto de previs{\~o}es que inclui incertezas das
parametriza{\c{c}}{\~o}es leva vantagens em rela{\c{c}}{\~a}o
aos demais, principalmente nos casos de ZCAS. As previs{\~o}es
probabil{\'{\i}}sticas foram avaliadas empregando o Diagrama de
Talagrand e os {\'{\i}}ndices Brier Score e Brier Skill Score.
Atrav{\'e}s do Diagrama de Talagrand a vari{\'a}vel
precipita{\c{c}}{\~a}o acumulada em 24 horas tem
distribui{\c{c}}{\~a}o mais homog{\^e}nea para o conjunto com
11 membros, indicando que o aumento do n{\'u}mero de membros pode
conduzir a melhoria da qualidade das previs{\~o}es
probabil{\'{\i}}sticas. A previs{\~a}o determin{\'{\i}}stica
de alta resolu{\c{c}}{\~a}o, 5km na horizontal e 50
n{\'{\i}}veis na vertical, foi comparada em dois eventos com a
previs{\~a}o probabil{\'{\i}}stica de resolu{\c{c}}{\~a}o
mais baixa. Baseado no RMSE a previs{\~a}o
probabil{\'{\i}}stica apresenta vantagem em rela{\c{c}}{\~a}o
{\`a} previs{\~a}o determin{\'{\i}}stica. ABSTRACT: Extreme
events predictability characteristics are studied from simulations
of Short-Range Ensemble Predictions Systems (SREPS) using the Eta
model with 10-km horizontal resolution and 38 levels in the
vertical. Different methodologies are used to include
uncertainties to forecast. Errors from initial conditions and from
models deficiences are considered in the SREPS. South Atlantic
Convergence Zone (SACZ) and Frontal Systems (FS) cases which
occurred over Serra do Mar region (Southeast of Brazil) were used
for tests and evaluation. To investigate the impacts of the
initial conditions uncertainties different initial variables were
perturbed. One ensemble runs perturbed the wind and temperature,
and another included moisture perturbations in the Ensemble
Prediction System of the global model (GEPS). The Eta Model SREPS
uses these GEPS forecasts as initial and lateral boundary
conditions. The third ensemble runs included uncertainties from
model physics. In this ensemble, 7 Eta Model integrations were
carried out including modifications in two different convective
parameterization schemes and one surface parameterization scheme.
The fourth ensemble runs is a combination of initial condition and
model errors experiments. A SREPS with 11 members was constructed
(4 members from initial condition experiment, 6 members from model
errors experiment and 1 control unperturbed member). The SREPS
perturbations grow faster when moisture perturbations are
included. Statistical evaluation indicates better performance for
ensemble including model physics than ensemble of initial
conditions mainly in ZCAS cases. Talagrand diagrams and Brier
Score were used to evaluate the constructed probabilistic
forecasts. The 24-hr accumulated precipitation forecast has a flat
Talagrand diagram in 11-member ensemble. The increase in the
ensemble size leads to more efficient probabilistic forecasts.
Brier Score components show for all ensemble experiments good
reliability and poor resolution. The high resolution deterministic
forecasts, with 5 km in horizontal resolution and 50 levels in the
vertical, were compared against lower resolution probabilistic
forecasts. Based on RMSE the probabilistic forecasts results shown
advantage over high resolution deterministic forecast.",
committee = "Cavalcanti, Iracema Fonseca de Albuquerque (presidente) and Chan,
Chou Sin (orientadora) and Satyamurty, Prakki and Dereczynski,
Claudine Pereira and Cataldi, Marcio",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Predictability study of the extremes events over southeast
brazilian region using short-range ensemble prediction systems",
language = "pt",
pages = "218",
ibi = "8JMKD3MGP8W/36HJUQE",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP8W/36HJUQE",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "02 jun. 2024"
}