O futuro da meteorologia no Cerrado: CEMPA/UFG e INPE usam IA para modernizar os processos associados à previsão numérica de tempo

O Centro de Excelência em Estudos, Monitoramento e Previsões Ambientais do Cerrado (CEMPA-Cerrado), em parceria com o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), lidera uma inovação que promete transformar a forma como as previsões meteorológicas são produzidas em Goiás. Pesquisadores do centro desenvolveram uma nova metodologia baseada em Inteligência Artificial (IA) capaz de gerar diretamente as condições iniciais para modelos de previsão numérica do tempo, utilizando apenas dados observacionais — eliminando, assim, a necessidade do uso tradicional de campos de previsão como ponto de partida. A tecnologia representa um avanço significativo para o monitoramento meteorológico regional, com potencial de aplicação em escala nacional.

O grande diferencial da nova abordagem está na utilização de uma arquitetura conhecida como Mixture of Experts (MoE), aliada a redes neurais convolucionais do tipo ConvLSTM — tecnologias de ponta também empregadas em ferramentas como a DeepSeek. Esse sistema inovador integra diversos fluxos de dados — como medições de satélites, radares meteorológicos, estações de superfície e sondagens atmosféricas — para estimar o estado completo da atmosfera em 13 níveis verticais, com uma resolução espacial aproximada de um grau decimal.

a)                                                                                                  b)

Figura 1 - Exemplos da representação, no nível vertical de pressão de 1000 hPa, das condições iniciais obtidas com a nova metodologia desenvolvida, a) variável meteorológica umidade relativa do ar; b) variável meteorológica temperatura.

Testes realizados com dados observacionais evidenciaram que a nova técnica de assimilação atmosférica é capaz de viabilizar previsões comparáveis — e, em determinados cenários, superiores — às geradas por métodos e modelos tradicionais, como o Global Forecast System (GFS), utilizados na geração das condições iniciais. As análises produzidas serviram de base para a inicialização do modelo MPAS (Model for Prediction Across Scales), apresentando resultados promissores. O desempenho competitivo alcançado reforça o alto potencial da metodologia para aprimorar a precisão e acurácia das previsões, especialmente em regiões com dinâmica atmosférica complexa, como o Cerrado.

A iniciativa reforça o papel do CEMPA como um polo de inovação científica no estado. A equipe já planeja a transição para o uso operacional da nova técnica, com apoio da infraestrutura do Laboratório Multiusuário de Computação de Alto Desempenho (LaMCAD). A expectativa é que, em breve, o sistema passe a produzir previsões rotineiras com base nessa abordagem inovadora. O próximo passo será acoplar as análises ao modelo comunitário MONAN (Model for Ocean-laNd-Atmosphere predictioN), ampliando ainda mais o alcance e a aplicabilidade da pesquisa.

Fonte: Centro de Excelência em Estudos, Monitoramento e Previsões Ambientais do Cerrado (CEMPA-Cerrado)