Models for determining the daily average air temperature: evaluation and proposal for Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2021.010.0021

Keywords:

Compensated air temperature, Climatic variability, Daily maximum air temperature

Abstract

A temperature do ar media diária – TMD (°C) é utilizada em diversas atividades envolvendo pesquisa e planejamento agrícola. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a precisão e desempenho de diferentes expressões usadas no cômputo da temperatura do ar média diária (TMD), e a proposição de uma novo modelo para o Brasil. Foram consideradas vinte e uma estações distribuídas em diferentes regiões do país e seis modelos usados no cálculo da TMD: SERRA, AUSTRIA, KAEMTZ, SINOTICO, UFCG e MAXMIN. O desempenho de cada modelo foi analisado por meio do Erro Absoluto Médio (EAM), Raiz do Erro Quadrático Médio (REQM), Índice de Concordância de Wilmott (ICW) e Coeficiente de Correlação de Pearson (CCP). Os resultados indicam que o melhor desempenho/precisão foi obtido pelo modelo UFCG, segundo todas as métricas usadas, tendo apresentado o melhor desempenho em 59, 58, 59 e 43, segundo o EAM, REQM, WIA e CCP, dentre as 84 situações analisadas (21 EMAS x 4 estações do ano), respectivamente. Por outro lado, a pior precisão foi claramente verificada com o modelo MAXMIN, seguido do AUSTRIA e KAEMTZ. Conclui-se que para as condições brasileiras os métodos UFCG, SINOTICO e SERRA se apresentaram como os de melhor desempenho e precisão. No entanto, para a revisão de séries de dados pretéritos da TMD recomenda-se o UFCG pela maior precisão apresentada. Deve-se evitar, sempre que possível, a determinação da TMD com base nas temperaturas do ar máxima e mínima diárias, ainda muito em uso no Brasil e Estados Unidos, pela sua alta imprecisão.

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Author Biographies

Thomas Rocha Ferreira, Universidade Federal de Campina Grande

Doutorando em meteorologia e graduando em geografia licenciatura na Universidade Federal de Campina Grande e Visiting Student Researcher no Daugherty Water for Food Global Institute (University of Nebraska-Lincoln), assistido pelo Programa Fulbright. Possui mestrado em meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (2018) e graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2016). Tem experiência na área de Meteorologia, geoprocessamento e sensoriamento remoto aplicado, com ênfase em balanços de radiação e energia, evapotranspiração, fusionamento de imagens orbitais multiespectrais, downscalling de imagens termais, processos de seca e desertificação. Proficiente em processamento de dados geoespaciais em nuvem usando linguagem python e Google Earth Engine 

Bernardo Barbosa da Silva, Universidade Federal de Campina Grande

Doutorado em Engenharia Civil - Área de Concentração Recursos Hídricos, pela Universidade Federal da Paraíba (1994), Pós-doutorado em Agrometeorologia na Universidade do Arizona, Estados Unidos (1996-1997), bacharelado (1979) e mestrado (1985) em Meteorologia (UFPB). Atualmente é professor Adjunto II da UFCG, bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq e membro efetivo do Programa de Pós-graduação em Meteorologia da UFCG. Foi vice-presidente da Sociedade Brasileira de Agrometeorologia (1994-1995 e 2018-2019) e da Sociedade Brasileira de Meteorologia (2007-2008). Publicou mais de 150 artigos em periódicos especializados (nacionais e internacionais), 2 livros técnicos, 10 capítulos de livro e tem participado como conferencista em vários simpósios científicos nacionais e internacionais. Concluiu a orientação de 34 doutores (24 orientador e 10 coorientador), 50 mestres e 5 trabalhos de iniciação científica e é consultor da FINEP, CNPq e fundações estaduais de amparo à pesquisa, além de participar em projetos de pesquisa com instituições nacionais e internacionais. Atua em Agrometeorologia, Meteorologia, Climatologia e Sensoriamento Remoto Aplicado, com ênfase em balanços de radiação, energia, evapotranspiração e fixação de carbono na vegetação por sensoriamento remoto. Editor Associado da Revista Brasileira de Meteorologia (2009 a 2012), da Revista Brasileira de Agrometeorologia (2010 a 2012) e da Revista Brasileira de Geografia Física (2011 - 2015).

Leide Pricila da Silva, Universidade Federal de Campina Grande

Doutora em Meteorologia, pela Universidade Federal de Campina Grande. Participou do Programa de Pós-Graduação em Física, pela Universidade Federal de Campina Grande, obtendo o grau de mestre em julho de 2015. Desenvolveu atividades envolvendo pesquisa, na área de Física da Atmosfera, pelo Programa Institucional de Bolsas de Iniciação à Pesquisa (PIBIC), por dois anos consecutivos (2010 - 2012). Possui graduação em Licenciatura Plena em Física pela Universidade Estadual da Paraíba (2012). Em seu doutorado desenvolve pesquisas relacionadas a Meteorologia Sinótica. Linhas de pesquisa que atua: Dinâmica, energética, acoplamento na atmosfera, meteorologia sinótica, atuando principalmente nos seguintes temas: ventos mesosféricos, ondas planetárias e potencial energético. Integrante do grupo de pesquisa Balanço de energia e evapotranspiração por sensoriamento remoto, da Universidade Federal de Campina Grande. 

Jéssica Delgado Ferreira, Universidade Federal de Campina Grande

Atualmente afiliada ao 'Daugherty Water for Food Global Institute', desenvolvendo pesquisas na área de Agrometeorologia. Mestre pela Universidade Federal de Campina Grande (2021), desenvolveu a dissertação no seguimento de Micrometeorologia e Meteorologia Agrícola voltada para a estimativa de radiação de onda longa atmosférica (2019). Graduada em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2017), onde desempenhou varias atividades nos seguimentos de: Meteorologia e Sensoriamento Remoto aplicados aos processos de seca e desertificação; Micrometeorologia com ênfase em energias renováveis - eólica e Biometeorologia voltada para fenômeno de onda de calor. 

Edivaldo Afonso de Oliveira Serrão, Universidade Federal de Campina Grande

Doutor e Mestre em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande - UFCG. Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal do Pará - UFPA. Atualmente é Pesquisador de Pós-Doutorado no Instituto Tecnológico Vale, Desenvolvimento Sustentável (ITV-DS), inserido no Grupo de Geologia Ambiental e Recursos Hídricos (GGARH). Desenvolve pesquisa utilizando modelagem hidrológica (SWAT e MGB) em grande escala, aplicando técnicas de Sensoriamento Remoto e Geoprocessamento (ArcGis, QGIS). Utiliza ainda conhecimentos de Estatística e Ciências dos Dados (RStudio, GEE, XLSTAT) na Análise de Séries temporais. Atua nas linhas de pesquisa de Meteorologia e Climatologia Aplicada aos Trópicos, Modelagem Hidrológica e Eficiência Energética, Impactos Antrópicos na produção de energia hidrelétrica, Geoprocessamento e sensoriamento remoto e Análise e modelagem de risco ambiental. Têm atuado como revisor em diversas revistas nacionais e internacionais como Science of The Total Environment, J. Hydrology: Regional Studies, Applied Energy, Renewable Energy, Journal of Water and Climate Change, Catena, Renewable & Sustainable Energy Reviews, Agriambi e outras. Membro do International Water Association - IWA, contribuindo com discussões sobre recursos hídricos, modelagem hidrológica e eficiência energética. 

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Published

2021-10-20

Issue

Section

Meteorologia, Climatologia e Mudanças Climáticas

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