Explorando as Particularidades do Método Orientado a Objetos na Avaliação das Previsões de Precipitação

Abstract

Resumo Os modelos de previsão de tempo baseiam-se em métodos computacionais aplicados para prever os fenômenos meteorológicos a partir da integração numérica de equações que descrevem o movimento dos elementos químicos que compõem a atmosfera. Entre as variáveis previstas por esses modelos a precipitação é uma das mais importantes, e é a mais difícil de se obter bons resultados no posicionamento, intensidade e extensão dos eventos. Uma das fontes de incerteza na qualidade dessas previsões é o próprio método de avaliação empregado, pois os métodos convencionais não avaliam adequadamente os aspectos espaciais. O presente estudo tem como objetivo principal propor e validar uma metodologia de avaliação diagnóstica orientada a objeto, empregando o algoritmo Method for Object-Based Diagnostic Evaluation (MODE), dentro do Sistema Comunitário de Avaliação de Modelos Numéricos de Previsão de Tempo e Clima (SCANTEC). Experimentos utilizando casos idealizados são apresentados, os quais permitem validar a implementação do método e demonstrar as suas vantagens com relação às métricas convencionais de avaliação. São também apresentados os resultados desse método na comparação das previsões reais de precipitação gerados por modelos utilizados rotineiramente no CPTEC, como prova de conceito, exemplificando o uso ao explorar as métricas disponíveis. Os resultados são discutidos e demostram o grande potencial da metodologia orientada a objeto para o aprimoramento e evolução dos produtos de previsão numérica de tempo.Abstract Numerical Weather Prediction Models (NWPM) are based on computational methods applied to predict meteorological phenomena from the numerical integration of equations that describe the movement of the atmospheric components. Among the variables predicted by NWPM, precipitation is one of the most important, and it is also the most difficult to obtain good results in the positioning, intensity, and extension of the events. One of the sources of uncertainty in the quality of these forecasts is the evaluation method because conventional methods do not evaluate the spatial aspects appropriately. The objective of this study is to propose and validate a methodology of object-based diagnostic evaluation using Object-Based Diagnostic Evaluation (MODE) algorithm implemented in the Community System for the Evaluation of Numerical Models of Weather and Climate Prediction (SCANTEC). Experiments using idealized cases are presented, which allow validate the implementation of the method and show its advantages over conventional evaluation metrics. The results of this method are also presented in the comparison of the real precipitation forecasts generated by routinely used models in CPTEC as proof of concept, exemplifying its use to explore the available metrics. The results demonstrate the great potential of the object-based methodology for the evolution of the NWPM.