A nova meteorologia aeronáutica Pesquisa

Publicado por: clarissacsfs |  2 de Agosto de 2021 às 10:49

Essa linha de ação se aperfeiçoou em 2019 com o objetivo de automatizar alguns processos, aumentar a acurácia das previsões meteorológicas e, consequentemente, melhorar as condições do planejamento dos voos. As iniciativas do Departamento de Controle do Espaço Aéreo (DECEA) na área de meteorologia continuam visando a proteção ao voo, ou seja, o cumprimento da sua atividade fim, mas passaram a contar com novas ferramentas.

As iniciativas em curso estão proporcionando um aumento da disponibilidade de dados de qualidade, georreferenciados e estruturados, em apoio à previsão meteorológica. O que torna esta ação possível é a automatização na coleta e o processamento dos dados utilizados em alguns tipos de previsões.

Uma das ações centrais do Subdepartamento de Operações (SDOP) do DECEA e que sustenta alguns projetos é a elaboração de novos modelos, desenvolvidos pelo Instituto de Controle do Espaço Aéreo (ICEA). As condições do tempo são calculadas por meio de modelos numéricos, formados por equações baseadas em leis da física que tentam simular os diversos processos físicos, dinâmicos e termodinâmicos da atmosfera. O trabalho do ICEA, desenvolvido pelo Capitão Especialista em Meteorologia Mário Paulo Alves Junior e gerenciado pelo Coronel Especialista em Meteorologia Felipe do Souto de Sá Gille, está resultando em modelos numéricos específicos para cada região do Brasil. Esse detalhamento e a consequente divisão do Brasil por áreas climatológicas se faz necessário devido às diferenças termodinâmicas da atmosfera que ocorrem no Brasil. Um dos primeiros modelos criados foi implementado no final de 2019 no Tubulão, área que abrange as terminais São Paulo e Rio de Janeiro, com resultados bastante satisfatórios nas operações de final de ano.

O conhecimento prévio de condições meteorológicas severas é uma das ações possibilitadas com o incremento da modelagem numérica, por meio do SWAP, sigla de Severe Weather Avoidance Plan. Trata-se de rotas criadas para mitigar os efeitos de tempo severo, como tempestades, temporais, chuvas e nevoeiros localizados que impactam os fluxos de tráfego no espaço aéreo em rota ou área terminal. Nem sempre uma formação meteorológica é, de fato, um problema para as operações aéreas. Desta forma, o Tenente-Coronel Especialista em Meteorologia Luiz Carlos Teles Batista (DECEA) e o Tenente-Coronel Especialista em Meteorologia Adilson Cleômenes Rocha (ICEA) estão incumbidos de aplicar os conceitos SWAP no Brasil. O aviso SWAP só é emitido após passar pela análise de um controlador de tráfego aéreo de serviço no Centro de Gerenciamento da Navegação Aérea (CGNA). Como consequência, os voos previstos para passar pela rota ou terminal impactada têm tempo hábil para reavaliar o planejamento, incluindo gasto de combustível, carga e quantidade de passageiros transportados.

Outra atividade desenvolvida com especial empenho é a pesquisa acadêmica, que tem sido uma aliada no desenvolvimento de soluções para a  meteorologia aeronáutica. Um convênio firmado entre a Universidade da Força Aérea (UNIFA) e a Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) com o DECEA, por meio da Cátedra de Meteorologia Aeronáutica, visa ao desenvolvimento de estudos e pesquisas que atendam demandas pontuais do Sistema de Controle do Espaço Aéreo Brasileiro (SISCEAB).


Apoio à previsão e ao planejamento

Novas ferramentas de apoio ao previsor estão sendo lançadas em 2020, desenvolvidas pela Assessoria de Transformação Digital (ATD) do SDOP, por meio do polo do Primeiro Centro Integrado de Defesa Aérea e Controle de Tráfego Aéreo (CINDACTA I), a ATD-1.

O Sistema de Apoio à Gestão do TAF (Terminal Aerodrome Forecast), chamado de SAGTAF, é utilizado como controle de qualidade das mais de 400 previsões que são elaboradas diariamente pelo Centro Integrado de Meteorologia Aeronáutica (CIMAER). O conceito extrapola a correção do TAF, ao possibilitar um processo de qualidade para as previsões meteorológicas do aeródromo elaboradas para as próximas 12, 24 e 30 horas. Tal gestão compara o METAR (Meteorological Aerodrome Report, ou Informe Meteorológico Regular de Aeródromo, que diz respeito ao momento presente) com o TAF previsto, sendo possível aferir o seu grau de conformidade. O SAGTAF possui uma interface que mostra em gráficos a variação dos parâmetros meteorológicos e representa uma diferença estratégica de gestão para verificar a acurácia das  previsões, o que diferencia do antigo Programa de Controle e Avaliação de Previsão de Aeródromo (PCOAMET).Apoio ao previsor por meio da automatização parcial do TAF, baseada em modelos numéricos desenvolvidos pelo ICEA

A automatização parcial do TAF é viabilizada por meio do BERTOS, uma ferramenta que, apoiada em modelagem numérica, faz a previsão com base em coordenadas geográficas. Essa tecnologia visa apoiar o trabalho do previsor, ao sugerir uma previsão baseada  em cálculos numéricos. A evolução desse conceito abrirá a possibilidade para a criação de novos produtos meteorológicos, que não estejam restritos ao aeródromo. Assim, será possível utilizar outros elementos do espaço aéreo, como fixos, por exemplo, para obter previsão meteorológica automatizada ou auxiliar na previsão para aeródromos distantes geograficamente, onde não se tem um histórico de dados climatológicos. Para cada porção do território brasileiro, o BERTOS utilizará uma modelagem numérica específica, elaborada pelo ICEA, mais adequada, que será continuamente verificada pelo SAGTAF. De posse dos dados gerados pelo BERTOS, o previsor poderá complementar a análise com algo que só o ser humano pode prover: a experiência de anos de previsão do tempo.

Os dados gerados por essas ferramentas serão disponibilizados na Rede de Meteorologia do Comando da Aeronáutica (REDEMET), no ar desde 2003, e que passa por uma reformulação que irá resultar em acesso mais ágil às informações operacionais. Há mudança da tecnologia utilizada no site e na navegação, com o objetivo de tornar mais evidente e diminuir a quantidade de cliques até o conteúdo com que os aeronavegantes precisam interagir.

Convênio entre DECEA e INMET unifica bases de dados e cria protocolos para outros órgãos provedoresOs dados da REDEMET serão disponibilizados também por meio de API, que é uma interface de programação de aplicações, podendo ser usados em outros aplicativos e sistemas desenvolvidos por terceiros.

Para colaborar na interpretação e na integração da massa de dados meteorológicos gerada, o DECEA realizou, em agosto de 2019, um Workshop de Meteorologia, com o objetivo de conhecer soluções de empresas nacionais e estrangeiras para gerenciar o recebimento de dados gerados por diferentes tecnologias. As ferramentas apresentadas visam apoiar a elaboração de produtos de meteorologia a partir da consulta das séries históricas de dados, e, também, a visualização gráfica de dados de radar, temperatura e ventos em mapas. Ao melhorar a interface para visualizar dados, aprimoram-se o apoio ao previsor e os produtos de planejamento de voo disponíveis para aeronavegantes.


Centralização

Em um único espaço físico, o Brasil possui pessoal especializado e equipamentos para fazer previsões meteorológicas para todas as regiões do País: o CIMAER, localizado no Rio de Janeiro e idealizado em 2016, possui em seu efetivo meteorologistas oriundos dos órgãos regionais do DECEA, e que por isso conhecem as particularidades do território brasileiro. Essa equipe se concentra na condução das atividades operacionais, com ênfase em inovação, para prover produtos meteorológicos para o Estado brasileiro.

Um desses produtos é o Webradar, que está em desenvolvimento e deve ser entregue até 2022 e fará a integração de dados de radar obtidos com diferentes receitas, nome que, no jargão profissional, denomina um conjunto de requisitos utilizados para coletar dados referentes a um fenômeno meteorológico. Por meio desse sistema será possível modificar, remotamente, a receita de um determinado radar meteorológico, de acordo com as condições.


Inovação na coleta de dados

Coletar dados meteorológicos a partir das aeronaves em voo é a finalidade do Projeto AMDAR (Aircraft Meteorological Data Relay), iniciativa da Organização Meteorológica Mundial (OMM). O AMDAR utiliza os sensores, computadores e sistemas de comunicação das aeronaves para coletar, processar, formatar e transmitir dados meteorológicos para estações de solo via satélite ou rádio.

No Brasil, a LATAM é a empresa aérea pioneira nesse projeto, que possibilita, pela primeira vez, conhecer dados de temperatura, direção e velocidade do vento em diferentes coordenadas geográficas e altitudes. O SAGTAF faz a gestão da qualidade das previsões elaboradas pelo CIMAER e mensura a acurácia das previsões meteorológicas

A coleta de dados de temperatura, umidade, direção e umidade dos ventos também ganhará o reforço com a automatização de estações meteorológicas de altitude, os balões meteorológicos. Atualmente, o lançamento desses balões na atmosfera é realizado duas vezes ao dia por militares em diversos pontos do território nacional.

Com a aquisição de Estações Meteorológicas de Altitude (EMA) automáticas, esses dados serão coletados sem que seja necessária a presença do profissional. As primeiras localidades previstas para receber as novas EMA são Corumbá - MS, Uruguaiana - RS, Cruzeiro do Sul - AC e o arquipélago de Fernando de Noronha - PE.

Em solo, novas Estações Meteorológicas de Superfície (EMS) automáticas vão aumentar as possibilidades de geração de dados em locais de difícil acesso e, ainda, em horários em que aeródromos estejam fechados. Em aeródromos que, devido ao baixo movimento aéreo, não se justificaria a manutenção de um profissional para coletar dados, as estações automáticas são uma alternativa para manter serviços, sem perda da qualidade. As primeiras localidades a receberem as EMS automáticas serão Pirassununga - SP, Serra do Cachimbo - PA, Santa Maria - RS e Caracaraí - RR.


Novo Banco OPMET

O Banco Internacional de Dados Operacionais de Meteorologia, o Banco OPMET de Brasília, passa por um processo de modernização que terá, como resultado, a mudança do formato das mensagens. Trata-se de uma adequação ao preconizado pela Organização da Aviação Civil Internacional (OACI), que - por convenção - diz que cada país deve estabelecer os procedimentos para divulgação das informações meteorológicas confeccionadas, bem como aquelas recebidas de outros países. O Banco OPMET de Brasília tem como principal função a recepção, seleção, armazenamento e envio automático de informações meteorológicas para endereçamentos predeterminados.

A mudança será para o formato IWXXM, modelo de troca de informações meteorológicas da OACI, que inclui representações baseadas em XML / GML para produtos como METAR, SPECI, TAF, SIGMET, AIRMET, entre outros. Diferentemente dos produtos meteorológicos do Anexo III da OACI, o IWXXM não se destina a ser usado diretamente pelos pilotos, pois foi projetado para ter os dados consumidos por softwares. Entre os benefícios do formato IWXXM estão a redução do tamanho dos arquivos e mais fácil compreensão por parte dos usuários. A modernização do Banco OPMET é uma das ações do Programa SIRIUS Brasil e a fase da mudança do formato das mensagens está prevista para ser concluída no final de 2020.


Nowcasting

A previsão meteorológica para um período muito curto, de até duas horas, segundo a OMM, é chamado de nowcasting. Está programado, para o mês de novembro deste ano, um workshop, promovido pelo DECEA e pela UFRJ, com o tema “Nowcasting e Meteorologia Aeronáutica”, que tem como objetivo reunir as comunidades científicas e operacionais que atuam na área de previsão meteorológica de curto prazo. O evento é interdisciplinar e contará com a participação de diversos pesquisadores nacionais e internacionais, que apresentarão seus trabalhos de pesquisas em seminários ou pôsteres. Este workshop tem como um dos principais objetivos criar uma frente comum de pesquisa na direção do desenvolvimento dos métodos de previsão de nowcasting no Brasil. Ao final do evento, trabalhos serão selecionados para submissão à uma edição especial da revista científica suíça Pure and Applied Geophysics.

 

Unificação da base de dados

Uma das iniciativas que permitirá um avanço ímpar na área de meteorologia para o Estado brasileiro se tornou possível com o apoio financeiro da OACI: a implementação do Banco Nacional de Dados Meteorológicos (BNDMET), iniciativa que surge da união das bases do DECEA e do Instituto Nacional de Meteorologia (InMET). Este convênio proporcionará a consulta de informações meteorológicas de, aproximadamente 1.000 estações, que possibilitarão subsidiar estudos de diferentes áreas. O BNDMET tem como objetivo ser a principal base de dados de meteorologia do Estado brasileiro, ao criar um mecanismo que permita ser alimentado por diversos órgãos provedores de informações meteorológicas, a partir de um protocolo previamente estabelecido e com a capacidade de disponibilizar dados de maneira estruturada por meio de serviço e por uma interface georreferenciada.

Os resultados esperados da implementação do BNDMET são o aumento da qualidade do resultado das previsões geradas a partir de modelagem numérica (decorrente do aumento dos dados assimilados) e o incremento da capacidade de análise do cenário meteorológico para implementação de novos aeroportos, rotas, auxílios de navegação aérea, agricultura, defesa civil dentre outras.

Os dados do BNDMET serão disponibilizados por meio de API (Application Programming Interface), o que irá viabilizar à indústria desenvolver produtos baseado em dados de climatologia, criando soluções para os mais diversos nichos de mercado que têm a meteorologia como fator relevante.


Entrevista

Coronel Especialista em Meteorologia Felipe do Souto de Sá Gille
Chefe da Divisão de Normas do SDOP - DECEA


Por que, atualmente, o DECEA possui tantas iniciativas na área da meteorologia aeronáutica?

Dentre as áreas do SDOP, a Meteorologia talvez seja a que mais pode se beneficiar de inovações de tecnologia. Este ganho ocorre tanto no seu fim, que são os produtos meteorológicos, quanto no meio, isto é, na automatização de seus processos. Quanto mais tecnologia e quanto mais dados de qualidade disponíveis, maior será nossa a capacidade de fazer previsão meteorológica com precisão, que é a maior demanda dos nossos usuários. Ao integrarmos esforços, criando um processo ágil de disponibilizar rapidamente as inovações que a área de pesquisa produz, tornamos a melhoria um processo constante. E isso é fundamental para que, cada vez mais, tenhamos a confiança dos nossos usuários, gerando uma grande economia a partir da assertividade do planejamento dos voos. O grande objetivo que norteia o DECEA nesse esforço é o permanente incremento da segurança das operações aéreas no espaço aéreo brasileiro.


Quais são as vantagens da automatização na área de meteorologia?

A utilização destas ferramentas coloca o DECEA num patamar de qualidade que nada deixa a desejar se comparado a outros países. Durante o 18º Congresso Mundial de Meteorologia, realizado, em junho de 2019, na Suíça, a delegação brasileira apresentou as atividades que estão sendo desempenhadas pelo DECEA e ainda deixou claro que o Brasil pretende ser o representante regional de Space Weather. A tecnologia que está sendo utilizada no BERTOS pode ser empregada, também, para automatizar a previsão de rotas, ou de algum aeródromo remoto no qual não haja dados climatológicos. Nosso objetivo é preparar o CIMAER para elaborar previsões meteorológicas georreferenciadas cada vez mais precisas e com maior antecedência. O CIMAER será um centro de previsão de altíssimo nível reconhecido mundialmente. Nos dê uma coordenada geográfica, e nós elaboraremos a previsão meteorológica precisa.


O DECEA é pioneiro na centralização dos dados meteorológicos brasileiros. Qual a importância dessa ação?

O BNDMET é um grande banco que vai reunir os dados produzidos pelo DECEA e pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), inicialmente, por meio de um convênio. Esse banco vai criar os protocolos para que outros órgãos, sejam federais, estaduais, municipais ou privados, possam disponibilizar seus dados e dar acesso aos interessados em consumir. Dessa forma, dados meteorológicos, que são gerados com o objetivo de atender a um instituto de agronomia de um determinado estado da federação, poderão ser utilizados para subsidiar ações para outros segmentos, como a aviação, navegação marítima, pecuária, agricultura ou defesa civil, por exemplos. Essa iniciativa irá incrementar a capacidade de análise do cenário climatológico para implementação de qualquer empreendimento que tenha a influência do tempo meteorológico como um fator crítico. A base principal será operada no INMET, tendo como redundância o Banco de Dados Climatológicos do Instituto de Controle do Espaço Aéreo (ICEA). Um comitê envolvendo representantes de ambas as partes será o responsável pela manutenção das especificações necessárias. O desenvolvimento da interface do BNDMET, o produto final, é de responsabilidade do DECEA, com apoio da Secretaria Nacional de Aviação Civil do Ministério da Infraestrutura (SAC/MINFRA).


Fonte: Revista Aeroespaço - Ano 17 - nº 74 | Junho 2020 | www.decea.gov.br
Autora: Glória Galembeck
Foto: © pxhere.com

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