Agora que estamos em pleno Antropoceno – a era da mudança climática causada pela ação humana –, os modelos para previsão dos efeitos do aquecimento na atmosfera precisam ser cada vez mais sofisticados e poderosos. Esses modelos dependem de pesquisa em matemática. E esse é o objeto do trabalho atual de Pedro Peixoto, jovem pesquisador da FAPESP e do Instituto de Matemática e Estatítica da USP. Ele quer desenvolver o que chama de matemática “robusta” para que meteorologistas como Pedro Dias, do Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da USP, possam confiar mais nos modelos que descrevem a atmosfera.
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A matemática dos modelos de previsão numérica do tempo encontram um gargalo computacional. De acordo com Peixoto, antes de fazer a conta da previsão, é necessário “ladrilhar a esfera”. A esfera, no caso, é a Terra. E o tipo de malha que os modelos atuais de previsão do tempo utilizam são de dois tipos: latitude x longitude ou o chamado modelo espectral. Nos dois casos, a cidade de São Paulo, por exemplo, fica inteira colocada dentro de um dos quadradinhos, dos ladrilhos. “No fundo você dividia as regiões em caixinhas de 500 km x 500 km e fazia uma previsão para uma São Paulo inteira”, conta o meteorologista Pedro Dias, parceiro de Peixoto na busca por um novo modelo matemático de previsão.
Dias defende que uma previsão mais robusta deve considerar as diversas camadas da atmosfera e a relação dela com os demais ecossistemas da Terra. Já, para Peixoto, o desafio é outro. De acordo com o matemático, identificar escalas globais, como uma frente fria, e locais, como o clima de uma cidade, é impossível mesmo nos computadores mais modernos. “A matemática por trás dos modelos deve ser capaz de dividir as tarefas em milhares de sub-tarefas que possam ser feitas ao mesmo tempo”, explica.
Os novos modelos
Gerar previsões para o futuro e para uma semana, simultaneamente, utilizando menor recurso computacional. Modelos paralelos de previsão do tempo seriam a solução do problema. Países como Estados Unidos, Inglaterra, França e Canadá já estão repensando a maneira de prever o tempo e a inspiração para eles vêm das bolas dos esportes.
Se nos modelos antigos, a Terra era toda ladrilhada em quadradinhos cujo tamanho diminuía próximo dos polos, os novos modelos dividem a esfera em cubos, icosaedros, octaedros e até em conchas, como as bolas de tênis. Ainda não há consenso sobre qual é o melhor modelo da nova geração de previsão do tempo. E Peixoto, conhecido como “o encontrador de problemas”, afirma que em todos eles ainda há “instabilidade numérica”, quando o modelo apresenta representações irrealistas dos fenômenos meteorológicos.
A principal área da pesquisa de Pedro Peixoto é em métodos numéricos para modelos geofísicos. Mais informações sobre a pesquisa e suas publicações estão disponíveis na página do pesquisador.
Produção: Núcleo de Divulgação Científica
Reportagem: Tabita Said, Lucca Chiavonne e Alan Petrillo.
Edição: Allan Petrillo e Isabella Yoshimura.
