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Climateprediction.net
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O que é o Climateprediction.net? O que é um modelo climatérico?

O objectivo do Climateprediction.net é investigar aproximações que tenham de ser feitas aos mais avançados modelos climatéricos.

Um modelo climatérico é uma representação numérica de várias partes do sistema climatérico da Terra. Há duas maneiras de olhar para isto. Nos modelos simplificados, os cientistas tentam reduzir a um conjunto de equações o complexo funcionamento do clima na esperança de perceber como tudo se passa. Já nos Modelos de Circulação Geral (General Circulation Models - GCMs), como o Climateprediction.net, tentam representar tudo, mesmo que as coisas fiquem complicadas ao ponto de não se perceber porque acontecem.

Nos GCMs o objectivo é afinar o mais possível as equações para que eles consigam produzir o melhor possível climas passados (através da comparação com dados históricos). Recorrendo a um bom modelo, será possível prever o que o clima fará no futuro.

 

Os GCMs tentam simular o maior número de coisas no clima: radiação de entrada e de saída, a maneira como o ar se move, como as nuvens se formam, como a precipitação cai, como os lençóis de gelo crescem ou encolhem, o impacto dos oceanos e da vegetação, etc. Fundamentalmente, eles tentam calcular como todas estes factores interagem e se influenciam uns aos outros.

 

É por isso que as melhores estimativas do clima futuro vêm de GCMs em vez de modelos simplificados.

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Características do Modelo

A parte atmosférica usada pelo Climateprediction.net é o Modelo Unificado utilizado pelo Instituto de Meteorologia do Reino Unido para fazer a previsão do tempo. Há no entanto diferenças. Os GCMs fazem as previsões dividindo a Terra em blocos. Quanto mais pequenos esses blocos, maior será a qualidade de previsão (resolução) mas também o poder de processamento necessário.

Como no Climateprediction.net não se pretende uma previsão do clima para os próximos 5 dias, a resolução é menor. Horizontalmente dividiu-se a Terra em rectângulos de 2.5º de latitude por 3.75º de longitude. Verticalmente dividiu-se em 19 níveis (20 no oceano).

O resultado da divisão horizontal e vertical da Terra é a sua partição em mais de 130.000 caixas tridimensionais:

Toda a atmosfera é dividida em caixas tridimensionais

 

A nível temporal , o modelo trabalha em intervalos de 30 minutos. Este valor é um compromisso entre o efeito negativo que um intervalo menor teria sobre o tempo de computação e o efeito negativo que um intervalo maior teria sobre a estabilidade e capacidade de previsão do modelo

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Caos, conjuntos e probabilidades

Porque é o clima tão imprevisível? Não é aleatório - porque se o fosse não havia nenhuma maneira de saber o que faria a seguir - mas sim caótico. O clima obedece às leis da física, todos os efeitos têm uma causa. O problema é que há tantas causas que não é possível conhecê-las a todas. O exemplo mais frequentemente citado (de Ed Lorenz) é o de que o bater de asas de uma borboleta na Amazónia pode, apesar de isso ser altamente improvável, causar uma tempestade sobre o Texas.

 

Quer isto dizer que a previsão climatérica é uma causa perdida? A resposta é não!

Precisamos de ter uma ideia de todas as formas possíveis de evolução da atmosfera e a probabilidade de cada uma. Isso é feito através de conjuntos de execuções do mesmo GCM que variem ligeiramente nas suas condições de partida (por exemplo, uma diferença de 10% na velocidade do ar sobre Oxford).

O tamanho de cada conjunto de execuções pode variar muito. Podem-se fazer previsões com algumas dezenas de execuções, mas no Climateprediction.net o objectivo é ter alguns conjuntos com milhões de execuções.

 

Por exemplo, na figura mais abaixo, vemos o resultado de 500 execuções imaginárias para a previsão da temperatura em Londres. Cada barra corresponde à probabilidade de uma dada temperatura. É possível excluir outliers (abaixo de 10ºC e acima de 21ºC) e constatar uma forte probabilidade entre os 13 e 18ºC com um máximo de probabilidade para os 15.5ºC. Com a análise destas funções densidade de probabilidade fornecidas pelos conjuntos de execuções do GCM podem-se tirar conclusões.

A altura das barras mostra quantos modelos previram cada temperatura

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Como e porquê ajudar

As mudanças climatéricas e a nossa resposta a essas mudanças são assuntos de importância global, afectando a produção alimentar, recursos aquíferos, ecossistemas, consumo energético, custos de seguros e muito mais. Há um consenso científico alargado de que a Terra aquecerá no decorrer do próximo século, mas as estimativas da sua magnitude variam muito. Com a sua participação no Climateprediction.net, você pode ajudar a melhorar as previsões científicas do clima para o século XXI.

Executando o modelo milhares de vezes, esperamos encontrar como é que ele responde a ligeiras alterações. Isto permitirá aumentar o conhecimento da sensibilidade dos modelos a mudanças de coisas como o dióxido de carbono. Poderemos assim explorar como o clima irá mudar ao longo deste século de acordo com diferentes cenários. No passado as estimativas eram feitas com algumas execuções dos modelos mas agora, com o auxílio dos nossos computadores, será possível atingir um muito maior grau de compreensão dos modelos e uma muito maior confiança nestes, algo que não era possível até agora com os super computadores que os cientistas tinham disponíveis.

O Climateprediction.net é financiado conjuntamente pelos programas de e-Science NERC e DTI (mais detalhes aqui ).

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O ClimatePrediction.net na revista Nature

Os primeiros resultados do projecto foram publicados na Nature em 2005.

Veja-os aqui

 

 

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