@MastersThesis{Araújo:2020:AvOrOb,
author = "Ara{\'u}jo, Gl{\'{\i}}cia Ruth Garcia de",
title = "Avalia{\c{c}}{\~a}o orientada a objeto do impacto dos
aeross{\'o}is de queimadas na previs{\~a}o de ondas de calor na
Am{\'e}rica do Sul",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2020",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2020-05-29",
keywords = "ondas de calor, previsibilidade atmosf{\'e}rica, modelagem
ambiental, avalia{\c{c}}{\~a}o, orientado a objeto, heat waves,
atmospheric predictability, environmental modeling, evaluation,
object-based.",
abstract = "Eventos de ondas de calor aumentam o risco de problemas
cardiovasculares, e consequentemente aumenta o n{\'u}mero de
{\'o}bitos, al{\'e}m de prejudicar a agricultura e
pecu{\'a}ria. No setor el{\'e}trico, a Temperatura M{\'a}xima
do Ar (Tmax) {\'e} um dos par{\^a}metros atmosf{\'e}ricos mais
importantes que afeta a quantidade de consumo de energia pela
popula{\c{c}}{\~a}o. Considerando a import{\^a}ncia da
previs{\~a}o da Tmax para diferentes setores da sociedade, {\'e}
importante entender o qu{\~a}o confi{\'a}vel e precisa {\'e} a
previs{\~a}o de curto prazo da Tmax. Diversos estudos t{\^e}m
demonstrado que os aeross{\'o}is atmosf{\'e}ricos t{\^e}m
influ{\^e}ncia na previsibilidade de algumas vari{\'a}veis
atmosf{\'e}ricas na escala de tempo, principalmente na
temperatura do ar pr{\'o}ximo {\`a} superf{\'{\i}}cie devido
aos efeitos diretos e indiretos associados com os aeross{\'o}is.
Na Am{\'e}rica do Sul (AS), as principais fontes de emiss{\~a}o
s{\~a}o as queimadas que injetam mais de 630 Tg/ano de
aeross{\'o}is e gases tra{\c{c}}os na atmosfera. Um sistema de
previs{\~a}o de tempo totalmente integrado com
superf{\'{\i}}cie, atmosfera e qu{\'{\i}}mica pode diminuir os
erros sistem{\'a}ticos das previs{\~o}es de temperatura.
Portanto, o objetivo principal desta pesquisa {\'e} diagnosticar
os erros dos valores de Tmax em epis{\'o}dios de ondas de calor
provenientes da previs{\~a}o num{\'e}rica de tempo em uma
avalia{\c{c}}{\~a}o espacial orientada a objetos utilizando o
Method For Object-Based Diagnostic Evaluation (MODE) implementado
no software SCANTEC (Sistema Comunit{\'a}rio de
Avalia{\c{c}}{\~a}o de modelos Num{\'e}ricos de Previs{\~a}o
de Tempo e Clima). A efic{\'a}cia dessa t{\'e}cnica dever{\'a}
ser demonstrada, e para isso as previs{\~o}es com a inclus{\~a}o
da qu{\'{\i}}mica atmosf{\'e}rica ser{\~a}o comparadas com um
experimento realizado sem a inclus{\~a}o dessa, e assim avaliar a
influ{\^e}ncia da qu{\'{\i}}mica na previs{\~a}o das ondas de
calor na escala de tempo na AS. Sendo assim, foi utilizado o
modelo regional BRAMS, para o per{\'{\i}}odo de julho a outubro
de 2016 a 2018. Para a determina{\c{c}}{\~a}o dos objetos no
MODE foi utilizado um limiar de temperatura que caracteriza os
eventos extremos de calor, baseado nos valores de an{\'a}lises do
GFS e rean{\'a}lises do ERA5 como refer{\^e}ncias. Os resultados
mostram que com a qu{\'{\i}}mica inclusa na previs{\~a}o a
curto prazo, a Tmax em superf{\'{\i}}cie diminui
consideravelmente em regi{\~o}es com AOT acentuada,
consequentemente reduzindo a extens{\~a}o da onda de calor, e
aumentando o n{\'u}mero de objetos no campo de
avalia{\c{c}}{\~a}o do MODE. Dos dois epis{\'o}dios de ondas de
calor avaliados, a previs{\~a}o integrada com qu{\'{\i}}mica
representou melhor as caracter{\'{\i}}sticas geom{\'e}tricas
dos eventos. Ambas previs{\~o}es n{\~a}o conseguiram prever com
anteced{\^e}ncia o in{\'{\i}}cio e final da onda de calor,
sendo mais evidente esta falha na previs{\~a}o integrada.
Al{\'e}m disso, as previs{\~o}es superestimam os objetos das
refer{\^e}ncias no epis{\'o}dio de agosto de 2017, errando mais
por falsos alarmes do que por falhas. Contudo, no epis{\'o}dio
com maior persist{\^e}ncia em agosto de 2016, a previs{\~a}o
integrada apresentou uma maior acur{\'a}cia na quantidade de
objetos em rela{\c{c}}{\~a}o a previs{\~a}o sem
qu{\'{\i}}mica. ABSTRACT: Heat wave events increase the risk of
cardiovascular problems, and consequently increase the number of
deaths, in addition to damage agriculture and livestock. In the
electric sector, Maximum Air Temperature Tmax is one of the most
important atmospheric parameters that impact the amount of power
consumption by population. Considering the importance of Tmax
forecasts for different sectors of the society, it is important
understand how reliable and accurate are short-range Tmax
forecasts. Several studies have shown that aerosols influence
atmospheric forecasts in the short-range timescale, specially air
temperature due the direct effect associated with aerosols. In
South America (SA), the main source of aerosol emissions is
biomass burning that more inject 630 Tg/year of aerosols and trace
gases in the atmosphere. Fully integrated models that combine
surface, atmosphere and chemistry should decrease systematic
errors in temperature forecasts. Therefore, the main goal of this
research is to diagnose the errors of the values of Tmax in heat
wave episodes from numerical weather forecasting in an
object-based spatial evaluation using Method For Object-Based
Diagnostic Evaluation (MODE) implemented in the SCANTEC (in
Portuguese Sistema Comunit{\'a}rio de Avalia{\c{c}}{\~a}o de
modelos Num{\'e}ricos de Previs{\~a}o de Tempo e Clima). The
effectiveness of this technique should be demonstrated, and for
this, the predictions of atmospheric chemistry will be compared
with an experiment realized without its inclusion, and thus
evaluate the influence of chemistry on the prediction of heat
waves in the time scale in SA. Thus, the BRAMS regional model was
used for the period from July to October 2016 to 2018. For objects
identification in MODE, we were used a temperature threshold that
characterizes extreme heat events, based on GFS analysis values
and ERA5 reanalysis as references. The results show that with the
atmospheric chemistry included in the short-term forecast, surface
Tmax decreases considerably in regions with marked AOT,
consequently reducing the extent of the heat wave, and increasing
the number of objects in the MODE evaluation field. Of the two
episodes of heat waves evaluated, the prediction integrated with
chemistry better represented the geometric characteristics of the
events. Both forecasts could not predict in advance the beginning
and final of the heat wave, however this failure in integrated
forecasts is more evident. In addition, the forecasts
overestimating the objects of the references in the August 2017
episode, erring more by false alarms than by failures. However, in
the episode with greater persistence in August 2016, the
integrated forecast showed a greater accuracy in the number of
objects in relation to the prediction without chemistry.",
committee = "Freitas, Saulo Ribeiro de (presidente) and Sapucci, Luiz Fernando
(orientador) and Mattos, Ariane Frassoni dos Santos de and
Bittencourt, Daniel Pires",
englishtitle = "Object-based evaluation of the impact of burning aerosols on heat
waves forecast in South America",
language = "pt",
pages = "118",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/42GMDDH",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/42GMDDH",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "19 abr. 2024"
}