Previsão do tempo: como funciona e por que às vezes erra

A previsão do tempo funciona em três etapas: medir como a atmosfera está agora, usando satélites, radares e estações meteorológicas, colocar esses dados em modelos de computador que calculam como ela deve mudar nas próximas horas e dias, e passar o resultado pela análise de meteorologistas. Ela erra às vezes porque a atmosfera é um sistema caótico, em que pequenas diferenças no começo viram grandes diferenças depois. O tema ganhou um capítulo novo com um modelo criado na Universidade de São Paulo (USP) que prevê a evolução de tempestades com até 30 minutos de antecedência, usando inteligência artificial.

A IA da USP que prevê tempestades

O sistema desenvolvido pelos pesquisadores é híbrido. Ele combina o Titan, uma ferramenta que rastreia as células de chuva a partir das imagens de radar, com uma rede neural, o tipo de inteligência artificial que aprende padrões depois de analisar muitos exemplos. O resultado é uma estimativa de como a tempestade vai evoluir, com a área que deve ser atingida e o volume de chuva esperado, até meia hora antes.

Um ponto de destaque é a eficiência. Segundo os pesquisadores, o modelo exige bem menos processamento computacional do que as redes neurais tradicionais, o que torna a análise mais rápida e barata. O projeto tem financiamento da Fapesp e da Capes, e a próxima etapa é acoplar o modelo a um sistema de previsão de cheias, para ajudar a prevenir inundações em São Paulo.

De onde vêm os dados da previsão

Toda previsão começa com uma fotografia do presente. Quanto melhor essa fotografia, melhor o cálculo do futuro.

Satélites

Satélites meteorológicos observam a Terra do espaço o tempo todo. Alguns ficam parados sobre o mesmo ponto do planeta e mandam imagens a cada poucos minutos, mostrando a formação e o deslocamento das nuvens. Outros passam em órbitas mais baixas e medem temperatura e umidade em diferentes alturas da atmosfera.

Radares

O radar meteorológico emite ondas que batem nas gotas de chuva e voltam. Pelo tempo e pela intensidade desse retorno, ele mostra onde está chovendo, com que força e para onde a chuva está indo. É a principal ferramenta para acompanhar tempestades em tempo real, e foi justamente o dado usado pelo modelo da USP.

Estações e balões

Estações em terra medem temperatura, pressão, umidade, vento e chuva. Balões meteorológicos sobem várias vezes por dia em diversos países e registram as condições em altitude. Navios, boias e aviões completam a coleta.

Como o computador calcula o tempo de amanhã

Com os dados em mãos, entram os modelos numéricos. Eles dividem a atmosfera em uma grade gigante de quadradinhos, em vários níveis de altura, e aplicam as equações da física que descrevem o movimento do ar, o calor e a umidade. O computador calcula o que acontece em cada quadradinho, passo a passo, para as próximas horas e dias.

Esse trabalho exige supercomputadores, porque são bilhões de contas. Centros meteorológicos do mundo inteiro rodam seus modelos várias vezes por dia. No Brasil, instituições como o Instituto Nacional de Meteorologia (Inmet) e o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) produzem e divulgam previsões.

Depois, os meteorologistas comparam modelos diferentes, olham as imagens de satélite e radar e ajustam o resultado com a experiência local. A previsão que chega ao celular é o fim dessa cadeia.

Por que a previsão do tempo às vezes erra

O primeiro motivo é o caos. Ainda nos anos 1960, o meteorologista Edward Lorenz mostrou que uma diferença mínima nos dados iniciais pode levar a resultados completamente diferentes semanas depois. Como nunca se mede a atmosfera inteira com perfeição, sempre existe uma margem de incerteza, que cresce com o tempo. Por isso a previsão para amanhã costuma ser bem mais confiável que a de dez dias.

O segundo é o tamanho dos quadradinhos da grade. Fenômenos menores que eles, como uma nuvem de tempestade isolada, não aparecem diretamente no cálculo e precisam ser estimados.

Por que a tempestade de verão é a mais difícil

A chuva forte de fim de tarde, tão comum no verão brasileiro, nasce do calor. O sol esquenta o chão, o ar quente e úmido sobe rápido e forma nuvens enormes em poucas horas. Essas tempestades são pequenas, locais e de vida curta: podem alagar um bairro e deixar o vizinho seco. Os modelos conseguem dizer que o dia tem condições para temporal, mas não exatamente onde e quando ele vai cair.

É aí que entra a previsão de curtíssimo prazo, que acompanha a tempestade já formada pelo radar e projeta seus próximos minutos. É esse espaço que o modelo da USP tenta melhorar.

Como ler a previsão no celular

A porcentagem de chuva costuma indicar a probabilidade de chover em algum momento naquela área, não a quantidade nem quanto tempo vai chover. Um dia com 60% de chance pode ter só uma pancada rápida. Vale olhar também a previsão por hora e, em dias de temporal, os alertas oficiais da Defesa Civil, que são mais específicos para a sua região.

Perguntas frequentes

Como funciona a previsão do tempo?

Satélites, radares, estações e balões medem as condições atuais da atmosfera. Esses dados entram em modelos de computador que calculam a evolução do tempo com base nas leis da física, e meteorologistas analisam e ajustam o resultado.

Por que a previsão do tempo erra?

Porque a atmosfera é caótica: pequenos erros na medição inicial crescem com o tempo. Além disso, fenômenos pequenos, como tempestades isoladas, são difíceis de representar nos modelos de computador.

O que a IA da USP faz de diferente?

Ela combina o rastreamento de chuva por radar, feito pela ferramenta Titan, com uma rede neural para prever a área e o volume de chuva de uma tempestade com até 30 minutos de antecedência, usando menos processamento que redes neurais tradicionais.

O que significa 60% de chance de chuva?

Em geral, indica a probabilidade de chover em algum momento naquela área no período previsto. Não diz quanto vai chover nem por quanto tempo, por isso vale conferir a previsão hora a hora.