Downscaling dinâmico do vento em superfície baseado em parametrizações da camada limite planetária no Nordeste brasileiro

Abstract

Devido às sucessivas participações da grande eólica nos leilões de energia elétrica no Brasil, existe cada vez mais a necessidade de que se obtenham estimativas confiáveis sobre a produção eólica, principalmente na Região Nordeste Brasileira, onde está concentrada a maior parte das centrais eólicas. Nesse sentido, este trabalho tem como objetivo empregar técnicas para o downscaling dinâmico do vento em superfície baseadas em parametrizações da camada limite planetária (Planetary Boundary Layer, PBL) na tentativa de melhor descrever o comportamento do vento nas proximidades das centrais eólicas, entendendo-se o downscaling como um procedimento através do qual se dá a redução da escala espacial relativa aos processos atmosféricos de interesse com consequente aumento da resolução espacial. A partir de dados de reanálise com baixa resolução espacial, oriundos de um modelo geral da circulação atmosférica (General Circulation Model, GCM), executou-se o downscaling dinâmico a partir dos 4 pontos da malha do GCM mais próximos à posição da torre anemométrica de interesse. Para tanto, empregaram-se 25 modelos (baseados em parametrizações da PBL) cujos desempenhos foram comparados com o de um modelo de referência, a interpolação bilinear dos citados 4 pontos do GCM mais proximos a posição da torre de interesse. Por sua vez, os dados observacionais das torres anemométricas passaram por um processo de garantia de qualidade antes de servirem à calibração e validação dos modelos. A implementação dos modelos dinâmicos se deu para diferentes regimes de estabilidade atmosférica, havendo sido, os modelos, aplicados em 11 estudos de localizados na Região Nordeste Brasileira. A intercomparação dos estudos de caso gerou um agrupamento de modelos baseados na importância que estes dão a um gradiente de temperatura, seja tal gradiente nulo, vertical ou horizontal. Resultados mostram um alto aprimoramento de modelos baseados em gradiente horizontal com respeito ao modelo de referência nos estudos de caso que dizem respeito à costa norte da Região Nordeste, onde há incidência de brisa. No entanto, em outros estudos de caso, tal aprimoramento é bastante baixo ou inexistente. Em quatro estudos de caso, não houve melhora com respeito ao modelo de referência, sugerindo-se um aprofundamento no estudo por meio do emprego de modelos que descrevam de forma mais detalhada os efeitos da orografia local.