Avaliação de Séries de Velocidade do Vento de Produtos de Reanálises Climáticas para o Brasil

Abstract

Resumo A principal limitação para estudos climáticos em escala regional no Brasil é a disponibilidade de dados meteorológicos observados em termos de quantidade, qualidade e da sua distribuição espacial. Dados de velocidade de vento de reanálises climáticas são utilizadas para diversos estudos de modelagem climatológica e hidrológica, porém a qualidade destes sobre o território brasileiro ainda é desconhecida considerando produtos de reanálises em escala diária e resoluções espaciais < 1°. Neste trabalho, a performance de 3 produtos de reanálises (ERA5, GLDAS 2.1 e MERRA-2) foi avaliada para a representação de dados de velocidade do vento superficiais em escala diária a partir de dados observacionais de 521 estações meteorológicas para o período de 2000-2018. A acurácia das reanálises foi avaliada considerando a sua capacidade em reproduzir a tendência, variabilidade média e sazonal e heterogeneidade espacial das séries observadas. Os conjuntos de reanálises analisados apresentam limitações e incertezas para simulação dos dados considerando a tendência e dispersão diária das séries observadas. Observa-se uma tendência de superestimativa das velocidades diárias das reanálises para as zonas climáticas brasileiras. A análise comparativa indica que os dados do ERA5 apresentaram uma maior acurácia para as zonas climáticas do país em termos de tendências médias e sazonalidades.Abstract A major limitation of regional climate studies in Brazil is related to the availability of meteorological datasets in terms of data quality, quantity, and its spatial density distribution. Wind speed data from climate reanalysis has been used as input in several studies for climate and hydrological modeling however the quality of these datasets over Brazilian territory remains unknown for daily datasets at spatial resolutions < 1°. In this study, the performances of 3 sets of reanalysis data (ERA5, GLDAS 2.1, and MERRA-2) are assessed in reproducing surface wind speed on a daily scale for the period of 2000-2018 using data from 521 meteorological stations as a baseline. The reanalysis's accuracy is evaluated by comparing simulated trends, mean and seasonal variability, and spatial heterogeneity of observation data. All 3 sets show several uncertainties in simulated wind speed concerning its trends and dispersion in daily intensity compared to observed series. Our results show the wind speed derived from reanalysis presents a significant increase in trends on daily wind speed throughout the Brazilian climate zones. From the results of the comparative analysis, the ERA5 dataset simulated more accurately wind speed daily trends and seasonality over the climate zones in Brazil.