A previsão de tempo atualmente está diretamente relacionada à utilização de modelos matemáticos para descrever o estado futuro da atmosfera. Resumidamente, dada uma condição de tempo atual, estes modelos são empregados para descrever a evolução temporal da atmosfera à medida que o tempo evolui. Nos sistemas em que apenas uma condição inicial e um modelo é utilizado, temos um sistema determinístico de previsão de tempo. Esse sistema apresenta limitação especialmente para previsões a partir de 4 dias, fato esse relacionado basicamente a dois fatores: ao comportamento desordenado da atmosfera e ao fato dos modelos matemáticos não representarem a totalidade dos fenômenos atmosféricos inseridos no sistema geral.

Tendo em vista a diminuição do efeito destes fatores na qualidade das previsões de tempo, foi desenvolvida uma técnica conhecida como previsões por conjunto ou Ensemble, que consiste, essencialmente, na utilização de diversas previsões, seja por meio da utilização de condições iniciais ligeiramente diferentes para disparar o mesmo modelo, ou através de modelos sensivelmente modificados. Como resultado, obtém-se não apenas uma, mas um conjunto de previsões, como representado na Figura. 1.


Figura 1: Representação esquemática do conceito de previsão de tempo por conjunto. As linhas com setas representam a evolução da atmosfera à medida que o tempo evolui. A previsão determinística é representada pela linha mais grossa (uma única previsão). Na previsão por Ensemble, são geradas previsões adicionais (demais linhas) para considerar as incertezas nas condições iniciais e dos modelos.

Uma das informações mais relevantes obtidas a partir do Ensemble é a previsão de probabilidade de ocorrência de um evento, por exemplo, temperatura abaixo de um valor específico. As Figuras 2, 3 e 4 apresentam exemplos de previsão de probabilidades de ocorrência de temperaturas à superfície menores do que 2, 4 e 6 graus Celsius (°C), respectivamente, para 9 dias (ou 216 horas) a partir de um dia inicial de referência. Nesse exemplo, as previsões são para o horário das 06 horas da manhã (horário de Brasília), as quais devem estar próximas das temperaturas mínimas do dia. Ressalta-se, entretanto, que temperaturas menores do que estas podem ocorrer, em outros horários do dia.

Ainda nas Figuras 2, 3 e 4 nota-se que a saída do Ensemble é apresentada em escala espacial contínua e não pontual. Para o dia específico, 11/04/06, tomado como exemplo, observa-se que a previsão indica baixa probabilidade de ocorrência de temperaturas menores do que 2, 4 e 6 °C. Em outros termos, indica probabilidades menores que 10% para esses limites, nesse dia. Somente na região do extremo leste do Uruguai são observadas probabilidades maiores que 10% para os limites avaliados.


Figuras 2, 3 e 4: Probabilidades de ocorrência de temperatura à superfície menores do que 2, 4 e 6 °C, respectivamente, para o dia 11/04/2006.

Referências:
Ensemble Forecasting Explained. Produced by COMET Program.
http://meted.ucar.edu/nwp/pcu1/ensemble/frameset.htm

Coutinho, M. M., 1999: Previsão por conjuntos utilizando perturbações baseadas em componentes principais. São José dos Campos, SP. Dissertação de Mestrado em Meteorologia. Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. 136p.

Mendonça, A. M.; J. P. Bonatti, 2002: O Sistema de Previsão de Tempo Global por Ensemble do CPTEC. Anais do XII Congresso Brasileiro de Meteorologia. Foz do Iguaçu-PR. http://www.cptec.inpe.br/prevnum/exp_ensemble.shtml