Suporte à previsão de afluências - Previsão de chuvas

Sabendo que a chuva é um elemento que influencia diretamente na quantidade de água que chega ao reservatório de Itaipu, as previsões diárias de afluência de montante e de jusante são os principais produtos da Divisão de Estudos Hidrológicos e Energéticos (OPSH.DT) da Itaipu Binacional. Esses dados são encaminhados todos os dias para a Divisão de Operação do Sistema (OPSO.DT), em vias de subsidiar a operação da usina em tempo real, e para a Divisão de Programação e Estatística (OPSP.DT), para definição do programa de geração mais adequado em função das condições sistêmicas, operacionais e hidrológicas. As previsões de afluência também são divulgadas para toda a Superintendência de Operação (OP.DT) por intermédio do Informe de Previsões de Afluências (IPA), garantindo que toda a superintendência esteja a par das condições hidrológicas atuais e futuras, para, enfim contribuir nas tomadas de decisões diárias da operação da usina.

Algumas entidades disponibilizam previsões de chuva diariamente para a Itaipu. Contudo, muitas vezes o formato para consumir tais informações não apresenta um padrão, o que acaba dificultando a utilização destas previsões no modelo de previsão de vazão. Diante disso, o objetivo principal deste estudo foi o de implementar ferramentas que facilitassem o consumo das diferentes previsões de chuva, realizadas pelos centros especializados em meteorologia. Além disso, as ferramentas criadas deveriam auxiliar na visualização destas previsões para que a OPSH.DT pudesse avaliar as informações geradas.

O modelos de previsão de chuva utilizados foram dos centros especializados a seguir:

A partir dos dados de previsão de chuva gerados e disponibilizados por estes centros, foram criados scripts em linguagem Python, permitindo a utilização e a visualização das informações contidas nestes. Atualmente, as ferramentas geradas já estão disponíveis para o uso operacional da equipe da OPSH.DT.

Contextualizando

As ferramentas que a OPSH.DT dispunha, para sua rotina de previsão de vazões, possibilitavam a utilização de arquivos de previsão do tempo enviados pelo Sistema de Tecnologia e Monitoramento Ambiental do Paraná (SIMEPAR). Apenas o formato dos arquivos do SIMEPAR podia ser utilizado como entrada do modelo hidrológico. Arquivos disponíveis de outros centros especializados em rodada de modelos de previsão do tempo não podiam ser utilizados como dados de entrada no modelo hidrológico (e.g. National Centers for Environmental Prediction (NCEP) – Estados Unidos, European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) – Europa e Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) – Brasil).

Tendo em vista estas dificuldades, foram propostos os seguintes objetivos para o projeto:

1. Criar uma rotina operativa (script) de disponibilização de arquivos de previsão numérica de precipitação de curto prazo para o modelo hidrológico.
2. Criar uma rotina operativa para a conversão de dados obtidos de modelos de previsão de tempo para o formato de arquivo binário do GrADS.
3. Publicar em um sistema de visualização geográfica as previsões numéricas para uso na supervisão operativa da Usina Hidrelétrica de Itaipu.
4. Possibilitar ao modelo hidrológico utilizado na OPSH.DT – MGB/IPH – a rodada com os diferentes modelos numéricos de previsão de tempo apresentados.

Assim, as entregas foram determinadas como sendo:

1. Rotina operativa para importação de arquivos de previsão numérica de precipitação de curto prazo;
2. Previsões numéricas para uso na supervisão operativa publicadas em um sistema de visualização de dados geográficos;
3. Rotina operativa para conversão de arquivos dados de modelos de previsão de tempo para formato predefinido.

Exemplo previsão SIMEPAR:

Exemplo previsão COSMO INMET:

Exemplo previsão GFS:

Exemplo previsão ECMWF: