Abstract This work is taken up to evaluate the relationship between the thermal comfort of spectators and athletes and the prevailing meteorological conditions during Rio 2016 Olympic Games. Empirical and physiological thermal comfort indices are calculated from data collected from an automatic weather station installed near the Olympic Stadium and interviews with the spectators. The study period was marked by a gradual rise in air temperature and by the occurrence of two significant weather events associated with wind gusts, which caused disturbances in some areas of the competitions. ET and NET were below the air temperature, indicating that both humidity and wind contributed to the reduction of the human-biometeorological indices. Majority of the interviewed persons reported comfortable sensation and weather conditions. These perceptions corroborate results of the thermal comfort indices calculated for these resting spectators. The comfort indices calculated for the athletes with high level of physical activity showed that PET estimated hotter thermal sensation those for the individuals at rest, indicating that the physical type of a person may strongly influence the thermal sensation and comfort during intense physical activity. Increasing trend observed in all the indices of human thermal comfort during the period of study shows consistency among them.

Resumo O impacto das mudanças climáticas nos padrões de precipitação e temperaturas máximas e mínimas da região Nordeste do Brasil é investigado com base na média dos resultados de quatro modelos climáticos globais, ECHAM5-OM da Alemanha, HADGEM2-ES do Reino Unido, BCM2 da Noruega e o CNRM-CM3 da França, para dois cenários de emissões de gases de efeito estufa, A1B e A2 que tiveram suas projeções futuras regionalizadas para o período 2021-2080 com o emprego da técnica de downscaling estatístico. A habilidade dos modelos em simular as condições do clima presente foi validada para o período de controle 1961-1990, apresentando resultados muito satisfatórios. Foi empregado o método dos análogos para realizar o downscaling estatístico e encontrar as relações preditor-preditando. Os resultados apontam para uma redução expressiva da precipitação nos respectivos períodos chuvosos das sub-regiões do Nordeste, e aumento das temperaturas máximas no primeiro semestre de forma mais significativa, com tendência a diminuição em extensas áreas do setor norte do Nordeste em meses do segundo semestre, principalmente para o cenário A2. Para as temperaturas mínimas os resultados apontam para tendência de aumento em todo o ano com destaque para os meses de inverno.

Abstract The impact of climate change on precipitation and maximum and minimum temperatures patterns in the Northeast region of Brazil is investigated based on the mean results of four global climate models, ECHAM5-OM from Germany, HADGEM2-ES from the UK, BCM2 from Norway and the CNRM-CM3 of France, for two scenarios of greenhouse gas emissions, A1B and A2, that had their future projections regionalized for the period 2021-2080 using the statistical downscaling model. The ability of the models to simulate present climate conditions was checked for the 1961-1990 control period, presenting very satisfactory results, and validated for the period 1991-2000. The analogues method was employed to perform statistical downscaling and to find predictor-prediting relationships. The results point to a significant reduction in rainfall in the respective rainy periods of the northeastern subregions, and the highest temperatures increase in the first semester, with a tendency to decrease in large areas of the northern Northeast sector in the second semester, mainly for scenario A2. For the minimum temperatures the results show a tendency of increase in all the year with highlight for the winter months.

Resumo A Evapotranspiração (ET) é a segunda variável mais importante do ciclo hidrológico e influencia inúmeros processos da atmosfera. Desta forma, é interessante estudar as mudanças desta variável sob o contexto das mudanças climáticas antropogênicas e da constante ocorrência de secas no Nordeste Brasileiro (NEB). Foram analisadas as tendências da ET no NEB entre 1980 e 2016 a partir de dados em grade com alta resolução de 0.25° x 0.25º, constituindo 2071 pontos no NEB. Uma análise de agrupamentos mostrou que é plausível dividir a região em quatro grupos homogêneos. O grupo 1 é referente a área do semiárido na porção central do NEB. O grupo 2 é a faixa que circunda o semiárido. O grupo 3 localiza-se ao norte do Maranhão e o 4 na costa e noroeste do NEB. Analisando-se a tendência média da ET, observa-se que os grupos 2, 3 e 4 apresentaram tendências significativas de aumento da ET de 2,7 mm/ano, 3,51 mm/ano e 2,57 mm/ano, respectivamente. Em análise ponto por ponto, a porção central do NEB e semiárido apresentaram tendências positivas de ET anual (~0.8 mm/ano), enquanto o litoral noroeste e uma parte da região central da Bahia apresentaram tendências negativas (~1 mm/ano). Tais resultados devem estar associados as recentes tendências de temperatura e chuvas observadas no NEB, com impactos importantes nos núcleos de desertificação observados em muitas áreas da região, servindo de alerta a gestores ambientais e de recursos hídricos.

Abstract Evapotranspiration (ET) is the second most important variable in the hydrological cycle and influences several atmospheric processes. Therefore, the scientific interest in studying changes in that variable under the context of climate change and the usual occurrence of droughts in the Northeast of Brazil (NEB) is particularly valid. ET trends in the NEB were analysed from high resolution grid data (0.25°x0.25°) for the period between 1980 and 2016, comprising 2071 points in the NEB. A cluster analysis has shown that the region is climatically divisible into four homogenous groups. Group 1 represents the semiarid area in the central portion of the NEB. Group 2 is formed by the non-contiguous lands that surround the semiarid region. Group 3 is located in the north of Maranhão, whereas Group 4 is composed of patches spreading mostly over the eastern coast and the northwest of the NEB. By analysing the mean ET trend, it is possible to observe that groups 2, 3 and 4 show significant upward trends of 2.7 mm/year, 3.51 mm/year and 2.57 mm/year, respectively. According to a step-by-step analysis, the central (semiarid) area of the NEB presented a positive ET trend (~0.8 mm/year), whilst the northwestern coast and part of central Bahia showed negative trends (~ -1 mm/year). Such results may be linked to recent temperature and rainfall trends observed in the NEB, with important impacts for the desertification nuclei observed in many parts of the region, which represent a warning for environmental and water resources managers.

Resumo A bacia Amazônica está localizada na região tropical cujas características principais são os elevados valores de temperatura e umidade do ar. Entretanto, incursões de massa de ar frio e seco também adentram a região, como ocorreu em julho de 2013. Essa quarta onda de frio que atuou sobre o continente sul-americano ocasionou neve em cidades da região Sul, caracterizando uma intensa massa polar com deslocamento até a região Norte. O presente trabalho analisou o comportamento de variáveis meteorológicas com intuito de investigar a intensidade do efeito dessa friagem. Os dados empregados foram de observações e das reanálises disponíveis. A anomalia negativa da temperatura máxima em Rio Branco foi de 15,9 °C, em Manicoré de 6,7 °C e Manaus de 2,0 °C. Nesse evento, os valores mais expressivos ocorreram na temperatura máxima. Também destaca-se uma contribuição mensal nas taxas de precipitação, cujos valores foram maiores que 13,0 mm.dia-1. Desse modo, conclui-se que, o evento de julho de 2013 foi um caso de intensa friagem devido deslocar-se até a região central da Amazônia e ocasionar quedas abruptas, principalmente, na temperatura máxima, favorecimento da precipitação nas regiões tropicais, bem como alterações na pressão em superfície, umidade e vento.

Abstract The Amazon basin is located in the tropical region whose main characteristics are the high values of temperature and humidity of the air. However, cold and dry air incursions also penetrate the region, as occurred in July 2013. This fourth cold wave that affected the South American continent caused snow in cities of the South region, characterizing an intense polar mass with displacement to the North. The present work analyzed the behavior of meteorological variables in order to investigate the intensity of this effect. The dataset used were observations and reanalyses. The negative anomaly of the maximum temperature in Rio Branco was 15.9 °C, in Manicoré of 6.7 °C and Manaus of 2,0 °C. In this event, the most expressive values occurred at the maximum temperature. Also worth mentioning is a monthly contribution in precipitation rates, whose values were higher than 13.0 mm.day-1. Thus, it is concluded that the event of July 2013 was a case of intense cold, due to the fact that it moved to the central region of Amazonia and caused abrupt drops, mainly in maximum temperature, favoring rainfall in the tropical regions, as well as changes in surface pressure, humidity and wind.

Resumo A matriz de covariâncias dos erros de previsão representa uma importante componente de um sistema de assimilação de dados. Pode-se mostrar matematicamente que os incrementos de análise são diretamente proporcionais à matriz de covariâncias. Considerando-se este resultado, é correto afirmar que a habilidade de um sistema de assimilação de dados está diretamente relacionada às características da matriz de covariâncias, sejam elas representadas por comprimentos de escala horizontais e verticais e amplitudes (desvios-padrão e variâncias). Se o sistema de assimilação de dados utiliza as observações para corrigir as previsões do modelo, ponderando-se os erros das observações e previsões, então o uso de uma matriz de covariâncias não ajustada pode impactar de forma significativa o processo de assimilação de dados. No CPTEC, tem-se investido esforços para o ajuste da matriz de covariâncias utilizada na assimilação de dados. Neste trabalho é feita, portanto, uma discussão conceitual da matriz de covariâncias, expressando a sua importância e a forma como é aplicada em um sistema operacional. Além disso, é apresentada uma caracterização quantitativa e qualitativa dessa matriz para o modelo de circulação geral da atmosfera do CPTEC, e quais são as características resultantes dos incrementos de análise produzidos no sistema GSI utilizado pelo centro.

Abstract The background error covariance matrix represents a key component of a data assimilation system. It can be shown mathematically that the analysis increments are directly proportional to the covariance matrix. As a result it is correct to state that the performance of a data assimilation system is related to the characteristics of the covariance matrix, in terms of: horizontal and vertical length scales, standard deviations and variances. Considering the information that the data assimilation system uses the observations to correct the model forecasts weighting the model and observations errors, thus the use of an unadjusted covariance matrix can impact the resulting analysis at a great level. At CPTEC efforts has been made in order to adjust the covariance matrix for its application at the operations. In this work it is presented a conceptual overview on the subject, enlightening the importance of the background error covariance matrix and how it is treated in an operational data assimilation system. Furthermore, it is also made a quantitative and qualitative characterization of the background error covariance matrix calculated using the CPTEC global forecast model and the differences in the resulting analysis increments.

Resumo Este trabalho apresenta um estudo de um sistema convectivo de mesoescala com base na assimilação de dados de radar. Diversas simulações foram realizadas a partir do uso de dados de refletividade e velocidade radial dos radares de Cascavel e Assunção. Foram feitas rodadas com o WRF sem assimilação, com assimilação de dados convencionais e com assimilação de dados de radar e comparadas com estimativa de precipitação combinada (CoSch3). A rodada com assimilação de dados de radar inseriu ao modelo a velocidade radial e a refletividade de maneira indireta, ou seja, assimilou a razão de mistura de água de chuva. As novas análises geradas a partir da assimilação de dados mostraram o impacto da assimilação de radar desde baixos a altos níveis da atmosfera, assim como no perfil vertical. A utilização de ciclos para inicialização do modelo mostrou-se imprescindível para melhoria na previsão do posicionamento da precipitação. Dentre as configurações de previsão de precipitação, a assimilação de dados de radar mostrou uma melhoria ao prever os núcleos de precipitação intensa. Os resultados deste trabalho podem contribuir para melhorar os sistemas de alerta deste tipo de evento com maior precisão espacial e temporal.

Abstract A study of a mesoscale convective system using radar data assimilation is presented. Simulations were made using reflectivity and radial velocity data from two radars (Cascavel and Asunción). Different initializations of the WRF-model were performed: without assimilation, with assimilation of conventional data, and with assimilation of radar. Results were compared with CoSch3 precipitation estimates. Reflectivity and radial velocity data were introduced to the model indirectly (by assimilating rain water mixing-ratio). Analysis generated from the data assimilation showed the impact of the radar data assimilation throughout the model vertical structure. We demonstrated that using cycles to initialize the model is fundamental to improve rainfall location forecasts. Assimilating radar data proved to be the best results to forecast intense precipitation cores. The results may contribute to improve early warning systems.

Resumo Este trabalho objetiva analisar a condição termodinâmica durante a atuação de um vórtice ciclônico de mesoescala (VCM) embebido na Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), no mês de janeiro de 2009. Os VCMs possuem características similares: encontram-se na baixa e média troposfera associado a altos índices pluviométricos, ciclo de vida inferior a 24 h, escala espacial de aproximadamente 200 km2 e o descolamento do sistema na mesma direção do fluxo predominante na baixa troposfera. Além disso, há uma relação direta entre estes máximos pluviométricos e a circulação ciclônica dos vórtices. O VCM simulado através do modelo de mesoescala BRAMS se formou no Estado de Mato Grosso e esteve associada à ocorrência de chuvas intensas. Além das características típicas de caracterização, este sistema também apresentou vorticidade relativa da mesma ordem de magnitude do parâmetro de Coriolis (10−4 s−1), núcleo quente acima do nível de máxima intensidade e um rápido crescimento do centro de vorticidade ciclônica principalmente nos baixos níveis. Pela comparação da chuva simulada com o produto Hidroestimador, sugere-se que o modelo BRAMS, com uma alta resolução espacial e temporal, melhora a representação do VCM, comparado com os dados da reanálise CFSR do NCEP.

Abstract This study shows, from the mesoscale analysis perspective that Mesoscale Cyclonic Vortex (MCV) is associated to the South Atlantic Convergence Zone (SACZ) through a feedback process. This system, simulated by the BRAMS regional model, is generated embedded in a stratiform environment within the SACZ region, during the January 2009 austral summer. MCVs present similar characteristics which could be considered as a “signature” for such systems. The case study also presents a lifetime shorter than 24 h and spatial scale of approximately 200 km2 in addition to intense precipitation, shifting in the flow direction in the lower troposphere. In the case occurred in the Mato Grosso State, the presence of this system was associated with heavy rain, relative vorticity of the same order as the Coriolis parameter (10−4 s−1), warm core above the level of maximum intensity and rapid growth of the cyclonic vorticity center mostly in the lower levels. The simulated precipitation is compared against the Hidroestimador precipitation product. The results suggest that the BRAMS model, configured with high spatial and temporal resolutions improves the representation of the MCVs when compared to the NCEP CFSR reanalysis.

A análise das condições meteorológicas tem se mostrado uma ferramenta útil quando direcionada especificamente aos esportes. Sua interferência atua como um diferencial nos treinos e estratégias de prova, principalmente para esportes praticados ao ar livre. Este artigo teve como objetivo principal desenvolver prognósticos de tempo e avaliações de conforto térmico direcionados ao esporte, onde espera-se que seus resultados auxiliem o desenvolvimento de produtos e serviços meteorológicos a serem aplicados nos Jogos Olímpicos de 2016, na cidade do Rio de Janeiro. O uso de prognósticos de tempo, aplicados ao esporte, se mostrou eficiente para o caso da Maratona da Cidade do Rio de Janeiro, principalmente devido à alta resolução espacial empregada. Foi possível concluir que o modelo WRF (Weather Research and Forecasting) fornece, no geral, simulações representativas com 36h de antecedência, sendo que 18h antes elas descrevem de maneira ainda mais eficiente a situação sinótica a ser encontrada. A avaliação das condições meteorológicas e de conforto térmico em pontos específicos da maratona mostrou que há diferenças significativas entre as etapas da prova e que a relação entre a situação termicamente mais confortável (desconfortável) e o melhor (pior) tempo é válida na Maratona da Cidade do Rio de Janeiro.

The weather condition analysis have proven to be an useful tool when applied specifically to sports. These conditions act as a differential in strategy and training plan, especially for outdoor sports. The main objective of this study is to develop weather forecast and thermal comfort evaluation applied to sports, and it is expected that the obtained results could be used for developing products and weather service to the 2016 Olympic Games in Rio de Janeiro City. The weather forecast applied to sport events showed to be efficient during the Rio de Janeiro City Marathon, especially due to the high spatial resolution. It was concluded that the WRF (Weather Research and Forecasting) model provides, in general, more representative simulations up to 36 hours in advance, an 18 hours forecast is even better, describing efficiently the prevailing synoptic situation. The assessment of the weather conditions and thermal comfort at specific points of the marathon route showed that there are significant differences among the marathon stages, and that there is a relationship between more thermally comfortable (uncomfortable) situation and the best (worst) timing in Rio de Janeiro City Marathon.

Estudos sobre a sensibilidade dos modelos de previsão numérica de tempo a erros nas condições iniciais têm evidenciado a contribuição da assimilação de dados na melhoria do desempenho dos mesmos em descrever o estado futuro da atmosfera. Entre outras fontes de dados, a assimilação de perfis atmosféricos obtidos por rádio ocultação Global Navigation Satellite System (GNSS) tem-se destacado como uma ferramenta adicional na redução das deficiências do sistema de coleta de dados meteorológicos. Com o intuito de explorar os benefícios dessa fonte adicional de dados na previsão numérica de tempo gerada pelo modelo de circulação geral atmosférico do CPTEC/INPE, foram realizados experimentos assimilando perfis atmosféricos de altura geopotencial e umidade obtidos por rádio ocultação GNSS, utilizando dados da constelação Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere & Climate (COSMIC), para os meses de janeiro e julho de 2009. Os resultados mostraram que o impacto é significativamente positivo durante o verão em todas as variáveis de estado, com ganhos expressivos na extensão das previsões válidas (coeficiente de correlação de anomalia acima de 60%), os quais foram em alguns casos superiores a 48 horas. Esse impacto foi ainda maior sobre a América do Sul com resultados positivos mesmo durante o inverno.

Studies about the sensibility of numerical weather prediction (NWP) model to uncertainty in the initial conditions have revealed the actual contribution of the data assimilation on the description of future atmosphere state. Among other data sources, the atmospheric profiles obtained by radio occultation Global Navigation Satellite System (GNSS) have become an additional tool in the reduction of the meteorological data base deficiencies. In order to explore the benefits of that additional data source in the NWP generated by the CPTEC/INPE general circulation model, some experiments were carried out by assimilating geopotencial height and humidity atmospheric profiles obtained by Constellation Observing System for Meteorology Ionosphere & Climate (COSMIC) constellation data. The period of these experiments were the months of January and July of 2009. The results show that this data assimilation exhibits a significant positive impact during the summer on all the state variables. Results also show a positive improvement during the summer for all state variables, with expressive improvements in the valid forecasts time range (anomaly correlation above 60%), which were in some cases greater than 48 hours. This impact was still greater over South America with positive results even during the winter.

Neste artigo é apresentada uma comparação de episódios de bloqueio no Hemisfério Sul, obtidos das reanálises do ERA 40 e NCEP/NCAR. A definição de bloqueio foi obtida a partir de um índice que se baseia em dois gradientes meridionais da altura geopotencial em 500 hPa. O ciclo sazonal e as áreas preferenciais de ocorrência são bem reproduzidos pelos dois conjuntos de dados. Em ambas as reanálises foi possível notar que o Pacífico Sul e Oceania são as regiões preferenciais de ocorrência de bloqueio, seguido pelo Oceano Atlântico. No entanto, os resultados revelaram diferenças nas frequências de ocorrências, que pode estar relacionada com a assimilação adotada para a produção de conjuntos de dados. É importante notar que os dados do ERA-40 e NCEP/NCAR são produzidos através de modelos consistentes e esquemas de assimilação ao longo do período, que são diferentes para cada conjunto.

An assessment of blocking episodes over the Southern Hemisphere, selected from the Era-40 and NCEP/NCAR reanalysis are presented in this study. Blocking can be defined by an objective index based on two 500 hPa geopotential height meridional gradients. The seasonal cycle and preferential areas of occurrence are well reproduced by the two data sets. In both reanalysis used in this study, South Pacific and Oceania were the preferred regions for blocking occurrence, followed by the Atlantic Ocean. However the results revealed differences in frequencies of occurrences, which may be related to the choice of assimilation scheme employed to produce the reanalysis data sets. It is important to note that the ERA 40 and NCEP/NCAR reanalysis were produced using consistent models and assimilation schemes throughout the whole reanalyzed period, which are different for each set.

O conhecimento do desempenho das reanálises e dos erros associados a elas apresenta um papel fundamental na compreensão dos processos físicos que ocorrem na atmosfera. Este trabalho tem por objetivo documentar as principais características da precipitação associada à Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), baseado em seis conjuntos de reanálises atmosféricas (MERRA, ERA-Interim, ERA-40, NCEP 1, NCEP 2 e NCEP CFSR) e cinco conjuntos de produtos observados de precipitação (SALDAS, CPC, CMAP, GPCP e GLDAS). Através destes dados também foi analisado o transporte de umidade sobre a região da ZCAS, para os anos de 1979 a 2007. Em resumo, este trabalho evidencia o avanço das novas reanálises na tentativa de representar de forma mais adequada a variável precipitação acumulada. Os diagramas de Taylor mostram que os produtos de precipitação estão bem correlacionados com o ponto de referência (CPC), com coeficientes entre 0,6 e 0,9. Somente a reanálise do NCEP CFSR possui correlações próximas as dos produtos de precipitação. Os conjuntos mais antigos de reanálises apresentam correlações menores, abaixo de 0,6. O Oceano Atlântico é a fonte principal do fluxo de umidade para a direção da ZCAS, que diminui na direção do continente. Na Região SE do Brasil, a topografia tem um papel importante para a convergência de umidade. Já na parte noroeste da ZCAS, este fator deve estar associado a processos termodinâmicos.

The knowledge of the reanalysis performance and the systematic errors associated with them is extremely important in the acknowledgement of the physical processes occurring in the atmosphere. The goal of this study is to document the main characteristics of precipitation over the South Atlantic Convergence Zone (SACZ), based on six atmospheric reanalysis (MERRA, ERA-Interim, ERA-40, NCEP 1, NCEP 2 and NCEP CFSR) and five observed precipitation data products (SALDAS, CPC, CMAP, GPCP and GLDAS). Using the aforementioned available datasets the transport of moisture over SACZ was evaluated for the period of 1979 through 2007. In summary, the new generations of reanalyses show an improvement in the representation of the rainfall patterns and their magnitude. Taylor diagrams show that the observational products tend to be tightly grouped and close to the reference (CPC) point, whereas most of reanalyses show correlation coefficients below 0.6. NCEP CFSR reanalysis however, presented higher correlation coefficients relative to the others. Atlantic Ocean is the main moisture flux source to SACZ, which decreases towards the continent. Topography has an important role in moisture convergence over SE Region of Brazil. Over Amazon region, the convergence must be associated with thermodynamic processes.

Nos últimos anos, duas importantes implementações foram feitas no sistema global de assimilação de dados e previsão de tempo do CPTEC/INPE, as quais têm uma relação direta com a previsibilidade dos campos de umidade. A primeira é a assimilação de valores do vapor d'água integrado na atmosfera (IWV-Integrated Water Vapor). A segunda é a utilização de uma versão melhorada do modelo de previsão de tempo, juntamente com o aumento da resolução da grade. O objetivo do presente estudo é caracterizar o impacto de tais implementações na melhoria da previsibilidade da umidade. Para isso, quatro experimentos foram realizados utilizando as versões T126L28 (sem as melhorias) e T213L42 (com a implementação das melhorias) do modelo global do CPTEC, com e sem a assimilação do IWV. Os resultados obtidos mostram que o impacto da assimilação de IWV é maior nas primeiras horas de previsão. Por outro lado, as melhorias implementadas no modelo geram bons resultados para as previsões de médio (após 60 horas) a longo prazo. Em consequência disso, o impacto combinado de ambas as implementações é significativo ao longo de todo o período de integração avaliado. Nessa circunstância, o intervalo das previsões do IWV consideradas estatisticamente válidas (coeficiente de correlação de anomalia acima de 0.6) é ampliado em 25 horas na região tropical e em 18 horas na América do Sul.

Two important implementations, directly related to the prediction of atmospheric humidity fields, have been introduced during in the recent years in the weather forecast model and its data assimilation system at CPTEC/INPE. The first is the inclusion of Integrated Water Vapor (IWV) data in the assimilation scheme. The second is the improvement of the weather forecast model along with an increase in the grid resolution. The goal of this paper is to characterize the impact of these implementations in the prediction of humidity fields. To achieve this goal four experiments were conducted using the T126L28 (without the improvement) and T213L42 (with the improvement) versions of the CPTEC's global model, with and without assimilation of IWV. The results show that the impact of IWV assimilation is larger in the first hours of forecast. On the other hand, the larger impacts produced by the improvements in the weather forecast model occur from the 60th h of forecast onward. Consequently the combined impact of both implementations represent an improvement throughout the integration period or the period at which predictions of IWV present an acceptable skill (above 60%) were extended in up to 25 hours over the global tropical regions and up to 18 hours over South America.

Os modelos numéricos de tempo são ferramentas essenciais para a previsão de curto e longo prazo, permitindo realizar a previsão com vários dias de antecedência. O conhecimento do desempenho dos modelos e dos erros sistemáticos a eles associados, é de suma importância, pois permite avaliar a capacidade dos mesmos em captar os processos físicos da atmosfera. Com intuito de melhorar a qualidade da previsão de tempo na América do Sul, disponibilizada no Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos (CPTEC), este trabalho avaliou as previsões de precipitação e pressão ao nível médio do mar para o prazo de até 120 horas, utilizando o erro médio (EM) e a raiz do erro médio quadrático (REMQ) no período de dezembro de 2007 a fevereiro de 2008. O modelo utilizado foi o ETA (40 km), com duas entradas distintas de dados, as análises do Physical-space Statistical Analysis System (PSAS) (ETA-I) e do National Centers for Environmental Predictions (NCEP) (ETA-II). Os resultados mostraram, para ambas as análises, uma tendência de superestimativa (valores positivos do erro médio) da precipitação sobre a Região Norte do Brasil, principalmente para 24 horas de previsão. Em relação à pressão ao nível médio do mar (PNMM) foi possível verificar claramente que o ETA-I apresenta melhores resultados em comparação com o ETA-II, cujos valores de pressão se aproximaram bastante do observado, principalmente nas primeiras horas de integração.

The numerical weather models are essential tools for predicting short and long term, allowing the prediction of weather conditions several days in advance. The knowledge of models performance and the systematic errors associated with them is extremely important because it allows to evaluate the ability to capture the physical processes of the atmosphere. In order to improve the quality of weather forecast in South America, available at Center for Weather Forecast and Climate Studies (CPTEC), this study evaluated the forecasts of precipitation and mean sea level pressure for the period up to 120 hours, using the mean error (ME) and the root mean squared error (RMSE) from December 2007 to February 2008. The used model was the ETA (40 km), with two separate entries of data, the analysis of the Physical-Space Statistical Analysis System (PSAS) (ETA-I) and the National Centers for Environmental Predictions (NCEP) (ETA-II). The results showed, for both tests, a trend of overestimation (positive values of average error) of precipitation on the Northern Region of Brazil, mainly for the 24 hours forecast. Considering the mean sea level pressure (MSLP), it was clearly seen that the ETA-I, whose values of pressure are very close to observed, provides better results compared to the ETA-II, especially during the first hours of integration.

Experimentos utilizando sistemas de observação global, foram realizados excluindo um ou mais tipos de observação do esquema global de assimilação de dados/previsão de tempo do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - CPTEC/INPE (Global Physical-space Statistical Analysis System - GPSAS). Estes experimentos indicam como efetivamente as observações são usadas no GPSAS. Os sistemas de observação testados foram o conjunto de dados convencionais, que incluem informações de superfície (estações em superfície, bóias, navios e plataformas oceânicas) e de ar superior (radiossondagem, aeronaves e balões piloto), os sistemas de sondagem Advanced TIROS-N/NOAA Operational Vertical Sounder (ATOVS) e AQUA, composto pelos sensores Atmospheric Infrared Sounder e Advanced Microwave Sounding Unit (AIRS/AMSU), dados de vento de satélite, estimados a partir do deslocamento de nuvens (Cloud Track Wind), dados de vento em superfície sobre o oceano (QuikScat) e água precipitável (Total Precipitation water - TPW). Todos os sistemas testados mostram um impacto positivo na qualidade da previsão. Os dados convencionais têm um maior impacto na região do Hemisfério Norte devido à maior disponibilidade dessas informações sobre esta região. Por outro lado, as sondagens AIRS/AMSU são fundamentais para uma boa previsão sobre o Hemisfério Sul. Sobre a América do Sul, os perfis inferidos pelo sistema de sondagem AQUA contribuem com a mesma ordem de grandeza dos dados convencionais e apresentam um impacto positivo para todos os períodos de previsões analisados. Dados de vento e água precipitável estimados por satélites têm maior impacto nas regiões tropical e da América do Sul, nas primeiras horas de previsão (1-3 dias). Todavia, a utilização de um conjunto completo de observações é crucial para se obter, operacionalmente, uma boa condição inicial do estado atmosférico para ser utilizada nos modelos de previsão numérica de tempo do CPTEC/INPE.

A series of data withholding experiments was conducted at Center for Weather Forecasting and Climate Studies of the National Institute for Space Research (CPTEC/INPE), with the Global Physical-space Statistical Analysis System (GPSAS) - a combination of the Spectral Atmospheric Global Circulation Model (CPTEC/COLA) with the Physical-space Statistical Analysis System (PSAS). These experiments indicate how efficiently the observations are used in the particular assimilation system. The observation tested were from conventional data (SYNOP, BUOY, SHIP, radiosonde, aircraft, pilot balloons), and satellite data (ATOVS and AIRS/AMSU retrievals, QuikScat wind, Cloud Track Wind and Total Precipitation Water from SSM-I sensor). All observing systems tested have a notable positive impact on the forecast performance. The conventional data have a large impact on North Hemisphere region and it is associated the high density of these information in this region. On the other hand, the AIRS/AMSU retrievals had the largest impact in the Southern Hemisphere. Over the South America, AIRS/AMSU retrievals contribute with the same order of magnitude as conventional data and have a positive impact on all range forecast (1-5 day). Wind and TPW satellite-derived data had the largest impact in the tropical and South America regions at short (1-3 day) range forecast. However, the use of the major observing system it is crucial to obtain operationally a good initial condition of the atmospheric state for initializing of the numerical weather models at CPTEC/INPE.

Sondagens remotas têm sido consideradas como fontes primárias de informação para fornecer uma boa estimativa das condições iniciais para modelos de Previsão Numérica de Tempo. Neste contexto, o objetivo deste estudo é avaliar o impacto das sondagens AIRS/AMSU no sistema de assimilação/previsão de tempo do Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/INPE). O impacto é quantificado em termos das diferenças entre as previsões e o campo de análise e entre as previsões e as observações. Os resultados indicam claramente uma melhora na qualidade das análises e previsões, principalmente em regiões onde o número de observações convencionais é baixo. Além disso, são notadas melhorias significativas na performance do sistema de assimilação/previsão de tempo sobre o Hemisfério Sul e América do Sul, comparado com os experimentos sem a inclusão dos dados. A melhora na performance desse sistema em 4 dias para o Hemisfério Sul é equivalente a ganhar uma extensão da capacidade de previsão em torno de 6 horas. Estes resultados mostram que esse novo sistema de sondagem tem um potencial significativo para melhorar o desempenho do sistema de assimilação/previsão de tempo do CPTEC e prover, operacionalmente, melhores previsões de tempo.

Remote sensing data have become the predominant source of information for providing good estimation of the initial conditions for Numerical Weather Prediction. The purpose of this study is to evaluate the impact of the AIRS/AMSU sounding on the CPTEC global data assimilation/forecast system. The impact is evaluated in terms of the difference between the forecasts and analysis fields. The results clearly indicate an improvement in the quality of the analysis and forecasts, mainly in the Southern Hemisphere, when AIRS/AMSU soundings are included in the assimilation/forecast system. Besides, the results from the initial experiments with AIRS/AMSU data indicate significant improvements in forecast skill over the Southern Hemisphere and South America, compared with the experiment without AIRS/AMSU sounding data. The improvement in the forecast skills at four days in Southern Hemisphere is equivalent to gaining an extension of forecast capability of six hours. These results indicate the potential of AIRS/AMSU sounding system to improve operational forecast skill at CPTEC/INPE.