A hidrometeorologia é área da pesquisa em ciências atmosféricas dedicada à investigação do ciclo de água na atmosfera e na superfície terrestre, de acordo com os fenômenos em suas diferentes escalas temporais e espaciais. Para tal, se dedica ao monitoramento de variáveis atmosféricas (e.g., precipitação) e do escoamento superficial (e.g., altura da água), além de propor e desenvolver modelos computacionais dos fenômenos hidrometeorológicos.
Temas comuns das ciências atmosféricas e da hidrologia são considerados em uma abordagem multidisciplinar e integradora na qual estabelece uma linguagem comum.
Tem interesse na análise, previsão e mitigação de riscos ambientais e catástrofes naturais e não-naturais, associadas ao ciclo da água na atmosfera e superfície.
Atualmente, por um lado, a hidrometeorologia tem foco na previsão de tempo de muito alta resolução temporal e espacial da precipitação de tempestades e de chuvas em terrenos complexos e por outro, participa do desenvolvimento de ferramentas de análise e interpretação de campos de precipitação por radares e sensores a bordo de satélites artificiais dedicados ao monitoramento da atmosfera e da superfície.
Os hidrometeoros, como gotas de nuvem e chuva, o granizo, a neve são objetos de grande interesse da hidrometeorologia.
As pesquisas desta área incluem a investigação das nuvens e tempestades e seus agrupamentos em sistemas, as super-células, os tornados e micro-explosões (ventanias descendo de nuvens com cisalhamento de vento), as enchentes-abruptas e instantâneas (flash flooding) e também as regionais-sazonais, secas, o modelamento e simulação do escoamento de água na superfície e no solo, como também, a análise do risco ambiental associado ao aparecimento de epidemias (por exemplo, de febre de dengue), a análise e previsão de secas e estiagens, a relação entre variáveis atmosféricas e o consumo de água, a análise de previsores de deslizamento de terra de encostas e sua previsão, etc.
Realizar monitoramento ambiental da precipitação (taxa instantânea, valor acumulado e a caracterização da distribuição espectral de gotas)
Meta 1 - instalação, operação e manutenção de equipamentos utilizados para observação do balanço hídrico local, medição da precipitação usando radares, pluviômetros e disdrômetros
promover a utilização de radares meteorológicos
Meta 1 - oferecer a disciplina radar meteorológico semestralmente
Meta 2 - realizar pesquisas em hidrometeorológica com utilização de dados de radar meteorológico
Meta 3 - criar e desenvolver softwares para previsão de tempo imediato ou premente (nowcasting) usando dados de radares terrestres e em satélites
Promover a implementação de redes de observação em hidrometeorologia
Meta 1- Investigar a distribuição espacial de variáveis meteorológicas como radiação solar e precipitação sobre terrenos complexos.
Meta 2 - Realizar monitoramento de variáveis atmosféricas relacionadas ao ciclo de água atmosférico e superficial (como temperatura, umidade do ar, pressão atmosférica, precipitação, etc)
Meta 3 - Investigar a ocorrência de precipitações em determinado local, caracterizando seu desenvolvimento, distribuição e frequência.
Descrever a hidrologia associada a morfologia da topografia local e regional em sua relação com a reserva, distribuição e transferência de água.
Meta 1 - Construir modelos do ciclo da água em superfície e subsuperfície
Meta 2 - Investigação e caracterização das Ilhas de Calor Urbanas em sua interação com a distribuição e frequência de precipitação e a disponibilidade de água potável para o desenvolvimento humano em áreas urbanas e periféricas das grandes conturbações, especialmente em áreas de clima tropical e subtropical.
Meta 3 - Aplicação de sistemas computacionais avançados (modelos atmosféricos) para previsão do tempo de muito alta resolução espacial e temporal em comparação com as previsões realizadas pelos centros operacionais de previsão do tempo. Em hidrometeorologia as resoluções espacial e temporal são tipicamente da ordem de poucos minutos e 1 km, como requerido em nowcasting (a previsão de curtíssimo período). Neste tipo de previsão de eventos atmosféricos de meso e microescala queremos saber se um sistema precipitante (uma linha de instabilidade por exemplo) vai atingir um estádio de futebol com sua tempestade elétrica e chuvas ou não em 5 a 10 minutos, se um tornado vai ou não passar por certa cidade, estimar o número de vítimas e o impacto sobre o fornecimento de energia, água, alimentos etc. Para tal o previsor hidrometeorologista é treinado e capacitado para a operação de campos de radar específicos como a identificação de gradientes e rotações presentes no campo de velocidade radial do radar Doppler, na utilização de estratégias de advecção e movimentação das células convectivas da tempestade e da própria tempestades compostas por células convectivas, etc.
Meta 4 - Análise de campos de escoamento atmosférico nos quais existem sistemas compostos de células convectivas imersas em circulações atmosféricas de diferentes escalas, dimensões e características.
Compreender as condições atmosféricas associadas aos riscos naturais em cidades de clima tropical
Meta 1 - Investigar diferentes tipos de risco, como por exemplo, deslizamentos de terra, enchentes rápidas, regionais e sazonais, secas, ondas de calor, epidemias etc.
Meta 2 - Desenvolver modelo de riscos naturais, riscos de catástrofes naturais e modelos de riscos não-naturais
Meta 3 - criar modelos de risco financeiro associados a desastres e riscos naturais e tecnológicos
Meta 4 - Simulação numérica e previsão da dinâmica de população urbana em epidemias de Dengue, com assimilação de dados atmosféricos.
Meta 5 - Assimilação de dados em modelos atmosféricos de alta resolução e precisão.
Meta 6 - Utilização de técnicas estatísticas, como filtros de Kalman e análise variacional.
A hidrometeorologia também utiliza modelos computacionais de previsão do tempo de curto período, isto é, modelos em alta resolução espaço temporal quando comparada à resolução corrente dos centros de previsão. Em 2014, a resolução espacial do modelo de previsão de curto período é de 1 a 2 km e temporal de minutos, permitindo simular e prever com maior acurácia (menor erro sistemático, erro da média) e maior precisão (menor erro da variância, erros não sistemáticos ou aleatórios) o surgimento e evolução dos sistemas precipitantes como agrupamentos de tempestades, chuvas associadas o desenvolvimento diário de ilhas de calor (diurnas ou semidiurnas) sobre as áreas metropolitanas tropicais, no brasil, especialmente sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP). Para tal parametrizações e esquemas de superfície urbana tem sido desenvolvidos também no Brasil em colaboração com a França e EUA.
Na vizinhanças da Região Metropolitana do Rio de Janeiro (RMRJ) aonde o terreno é elevado ocorrem chuvas orográficas associadas ao desenvolvimento de nuvens quentes forçadas por deslocamento de massas de ar e convergência sobre terreno complexo. Assim, a hidrometeorologia da RMRJ exige desenvolvimento de novas técnicas de previsão devido à complexidade do problema. Para tal, a hidrometeorologia pode contribuir desde que tem como ferramentas desenvolvimentos tanto da hidrologia (por exemplo, aplicação dos modelos de similaridade hidrológica topográfica como o "topmodel") quando da meteorologia (como por exemplo, o desenvolvimento de sistemas avançados de previsão de precipitação em alta e altíssima resolução espaço-temporal, a citar a integração do modelo ARPS com esquemas de superfície urbanos, de (re)florestamento, de consumo energético e de água potável, críticos para o desenvolvimento.
O nowcasting é a previsão do tempo imediato, realizada de forma operacional e automaticamente distribuída aos usuários (população, sua organização e liderança, stakeholders do governo, como prefeitos e Defesa Civil), dos fenômenos atmosféricos associados a risco ambiental.
Entre os fenômenos de risco hidrometeorológico contamos as ventanias, micro-explosões (downbrusts e microbursts, que são movimentos descendentes do ar abaixo da base de nuvens de tempestade, que descem em grande velocidade (dezenas de metros por segundo) e se que chocam com a superfície, gerando cisalhamento do vento e turbulência de grande intensidade), tempestades e pancadas de chuva, chuvas orográficas persistentes em áreas elevadas do terreno, advecções pós-frontais intensas impingindo sobre encostas de morros e montanhas, passagem de linhas de instabilidade e chuvas de agrupamentos de células convectivas de tempestades, super-células, tornados, pancadas de granizo, raios nuvem-nuvem e nuvem-terra (NN e NT), enchentes instantâneas (flash flooding) e sazonais (regionais), deslizamentos de terra, torrentes de lama, detritos e materiais diversos da superfície (vegetação, rochas que descem encostas, etc), dinâmica de vetores e de notificações de agravo de epidemias de Dengue, leptospirose e outras viroses associadas ao ciclo e qualidade da água.
As bacias hidrográficas são de fundamental importância para a diversidade da vida. A gestão das bacias deve considerar todos os elementos em jogo e não somente os interesses econômicos de grandes corporações e câmaras de comércio internacionais, magnificados por publicidade e pela ação de loobs junto às esfera de poder.O nowcasting é a previsão do tempo imediato, realizada de forma operacional e automaticamente distribuída aos usuários (população, sua organização e liderança, stakeholders do governo, como prefeitos e Defesa Civil), dos fenômenos atmosféricos associados a risco ambiental.
Entre os fenômenos de risco hidrometeorológico contamos as ventanias, micro-explosões (downbrusts e microbursts, que são movimentos descendentes do ar abaixo da base de nuvens de tempestade, que descem em grande velocidade (dezenas de metros por segundo) e se que chocam com a superfície, gerando cisalhamento do vento e turbulência de grande intensidade), tempestades e pancadas de chuva, chuvas orográficas persistentes em áreas elevadas do terreno, advecções pós-frontais intensas impingindo sobre encostas de morros e montanhas, passagem de linhas de instabilidade e chuvas de agrupamentos de células convectivas de tempestades, super-células, tornados, pancadas de granizo, raios nuvem-nuvem e nuvem-terra (NN e NT), enchentes instantâneas (flash flooding) e sazonais (regionais), deslizamentos de terra, torrentes de lama, detritos e materiais diversos da superfície (vegetação, rochas que descem encostas, etc), dinâmica de vetores e de notificações de agravo de epidemias de Dengue, leptospirose e outras viroses associadas ao ciclo e qualidade da água.
As bacias hidrográficas são de fundamental importância para a diversidade da vida. A gestão das bacias deve considerar todos os elementos em jogo e não somente os interesses econômicos de grandes corporações e câmaras de comércio internacionais, magnificados por publicidade e pela ação de loobs junto às esfera de poder.
Abaixo um exemplo:
HEC-HMS. Modelos hidrológico que transforma chuva em vazão, com distribuição para plataformas windows e linux, disponibilizado pelo Hydrologic Engineering Center (CEIWR-HEC) do U.S. Army Corps of Engineers (USACE), EUA. Link do site do modelo e para download: http://www.hec.usace.army.mil/software/hec-hms/
Link: Hidrometeorologia
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