UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
ESCOLA SUPERIOR DE AGRICULTURA “LUIZ DE QUEIROZ”
GRUPO DE PESQUISAS EM AGROMETEOROLOGIA
Organização e consistência do banco de dados meteorológicos
LEB 0630 - Agrometeorologia Aplicada Cleverson H. de Freitas
Paulo Cesar Sentelhas / Gustavo Castilho Beruski
Piracicaba, SP
09 de setembro de 2021
2
✓ Dados meteorológicos;
✓ Tipos de observações;
✓ Rede de estações;
✓ Limitação dos dados;
✓ Análise de consistência;
✓ Preenchimento de dados faltantes;
✓ Base de dados:
o NASA POWER o BDMEP
o ANA
✓ Excel para agrometeorologia.
Roteiro
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Representam o estado da atmosfera e caracterizam a sua condição física
Dados meteorológicos
4
Dados meteorológicos
Familiaridade com os dados meteorológicos
Dificuldade em interpretar dados meteorológicos Dificuldade em coletar dados meteorológicos Banco de dados meteorológicos conhecidos
Organização dados meteorológicos (EXCEL, R, PYTON...)
5
Dados meteorológicos
Tipos de observações
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Dados meteorológicos
Coleta dos dados - Superfície
Estação Meteorológica Convencional - EMC
Posto Meteorológico da ESALQ
(Crédito da foto: Edivaldo M. de Abreu)
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Dados meteorológicos
Coleta dos dados - Superfície
Estação
Meteorológica
Automática - EMA
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Rede de estações
EMC - INMET
EMA - INMET
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Dados meteorológicos
Coleta dos dados - Superfície
Boias de Fundeio e Deriva
Boias de Fundeio (ficam ancoradas) e
Boias de Deriva (acompanham as correntes marítimas)
Navios Instrumentados
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Dados meteorológicos
Radar Meteorológico
https://www.ipmetradar.com.br/2imagemRadar.php
Coleta dos dados - Superfície
Imagem Composta dos Radares de Bauru e de Presidente Prudente - 08/09/2021 16:00
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Dados meteorológicos
Coleta dos dados – Altitude (Ar superior)
Radiossondas
Campo de Marte – SP
http://www.master.iag.usp.br/observados/mapa/sondagem/
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Dados meteorológicos
Coleta dos dados – Altitude (Ar superior)
Aeronaves
Balões Cativos
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Dados meteorológicos
Coleta dos dados – Altitude (Ar superior)
Satélites
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Transmissão dos dados meteorológicos
SYNOP (AA) e SHIP (BB)
http://www.ogimet.com/usynops.phtml Dia, Hora e Indicador Vento (m/s)
EMA
Direção (155° - 164°) e Velocidade Vento
T, Sinal, Valor Td Sinal, Valor Pressão est,
Valor Pressão mar,
Valor
Transmissão dos dados meteorológicos
Cartas Sinóticas
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Transmissão dos dados meteorológicos
METAR
http://www.ogimet.com/umetars.phtml Grupo de
Nuvens
Tempo
Presente
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Determinação da Temperatura Média do Ar
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Petrolina - PE (07/09/2021)
Determinação da Temperatura Média do Ar
T
REAL= 28,57°C T
INMET= 28,42°C
T
IAC= 28,78°C T
VE= 28,75°C Hora Temp Hora Temp
0 27.7 12 31.1
1 26.6 13 33.7
2 25.5 14 34.3
3 24.6 15 35.2
4 23.8 16 34.9
5 23.0 17 34.2
6 22.3 18 32.7
7 22.4 19 31.4
8 23.7 20 30.3
9 26.2 21 29.2
10 27.6 22 28.3
11 29.6 23 27.4
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Maria da Fé - MG (01/07/2021)
Determinação da Temperatura Média do Ar
T
REAL= 5,90°C T
INMET= 6,16°C
T
IAC= 4,85°C T
VE= 7,10°C Hora Temp Hora Temp
0 -0.9 12 17.3
1 -1.6 13 17.5
2 -2.1 14 18.2
3 -2.8 15 18.2
4 -3.2 16 15.8
5 -3.6 17 8.9
6 -4.0 18 5.7
7 -3.2 19 4.2
8 1.9 20 3.0
9 12.2 21 2.2
10 16.2 22 2.2
11 17.6 23 1.9
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Perfil da Velocidade do Vento
em que U
2= velocidade do vento a 2 m de altura (m s
-1); U
z= velocidade do vento a z m acima da
superfície do solo; z = altura de medição da velocidade do vento acima da superfície do solo (m)
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Perfil da Velocidade do Vento
U10 = 8,82 m/s U2 = 6,597 m/s
U2 = 1,75 m/s U10 = 2,340 m/s
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Limitações nos dados
Alternativas (conjuntas ou não)
• Uso de geradores (sequencias estocásticos)
• Modelos de estimativa
• Estações próximas
Escassez de medidas
Presença de muitas falhas
+
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✓ Intervalo de valores prováveis para cada elemento meteorológico:
- Tmáx > Tmín;
- UR – 0% a 100%;
- Precipitação ≥ 0;
- Qg >> ou < Qo
Análise de consistência
0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00
0 50 100 150 200 250 300 350 400
Temperatura (°C)
NDA
Tmax Tmin
-60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
1 16 31 46 61 76 91 106 121 136 151 166 181 196 211 226 241 256 271 286 301 316 331 346 361
Precipitação (mm)
NDA
Prec (mm)
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Preenchimento de dados faltantes
Precipitação Temperatura
Radiação Solar
Base de dados ANA (20 km)
Falhas < ou = 3 dias Interpolação linear n ausente, porém, T presente
estimativas com modelos baseados
na amplitude térmica diária Falhas > 3 dias dados de satélite
NASA-POWER, AGMERRA, AGCFSR e
XAVIER Insolação (n) presente
Angström-Prescott (1940) G&M (1958)
Ausência de n e T Dados de satélite NASA-POWER, AGMERRA,
AGCFSR e XAVIER
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Dados NASA POWER
o Acessar: https://power.larc.nasa.gov/
26
Dados NASA POWER - EXCEL
Representa a explicação dos
de como os dados foram
obtidos, suas unidades, bem
como o que cada variável
do cabeçalho representa.
27
Dados NASA POWER
Separa as variáveis
em uma
coluna cada.
Para separar as
variáveis em uma
coluna cada.
28
Dados NASA POWER
Representa a explicação dos de como os dados foram obtidos, suas unidades, bem como o que cada variável do cabeçalho representa.
Separa as variáveis
em uma
coluna cada.
Para separar as variáveis em uma coluna cada.
Separa cada
variável em
uma coluna
cada.
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Dados NASA POWER
Dados
organizados
cada um em
uma coluna.
30
Dados INMET - BDMEP
o Acessar: https://portal.inmet.gov.br/
31
Dados INMET – Normais Climatológicas
o Acessar:
- https://portal.inmet.gov.br/normais
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Dados ANA – HIDROWEB
o Acessar:
http://www.snirh.gov.br/hidroweb/apresentacao
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✓ ORGANIZAÇÃO DOS DADOS:
o Separar texto para colunas;
o Substituir ponto por vírgula;
o Funções;
o Filtro;
o Tabela dinâmica.
Excel para Agrometeorologia
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✓ Funções Básicas
- Média [ =MÉDIA(núm1; [núm2]; …) ]
- Desvio padrão [DESVPAD.A (núm1; [núm2]; …) ] - Soma [=SOMA(núm1; [núm2]; …) ]
- Mínimo [=MÍNIMO(núm1; [núm2]; …) ] - Máximo [=MÁXIMO(núm1; [núm2]; …) ]
- Concatenar algo [ =CONCATENAR(texto1; [texto2]; …)
✓ Funções relacionadas a datas e derivados
- Retorna dia do mês [ =DIA() ] - Retorna mês [ =MÊS() ]
- Retorna ano [ =ANO() ]
- Construindo datas [ =DATA(ano; mês; dia) ]
Excel para Agrometeorologia
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✓ Funções de grau de dificuldade mediano
– Condicional [ =SE(condição; verdadeiro; falso) ]
– Contagem condicional [ =CONT.SE(intervalo; “critérios”) ]
– Média condicional [ =MÉDIASE(intervalo; “critérios”
[intervalo_média]) ]
– Soma condicional [ =SOMASE(intervalo; “critérios”;
[intervalo_soma]) ]
– OBS: se omitir o [intervalo média ou soma] irá ser considerado o intervalo.
✓ Funções de maior grau de dificuldade
– Procurar item e retornar posição relativa [ =CORRESP(Valor desejado de pesquisa; intervalo; correspondência) ]
– Localizar item por linha em uma tabela [ =PROCV(Valor
desejado de pesquisa; matriz; nº coluna; correspondência) ]
Excel para Agrometeorologia
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✓ Filtros
Excel para Agrometeorologia
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✓ Tabela dinâmica
Excel para Agrometeorologia
Selecionar os dados que
desejar.
IMP!! Não
deve haver
cabeçalho
sem nome!
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✓ Tabela dinâmica
Excel para Agrometeorologia
Forma como deseja organizar os dados na linha e/ou
colunas
Em valores:
Variáveis que deseja avaliar nos
mês ou anos
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Excel para Agrometeorologia
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✓ Variabilidade Climática: Anomalia x Tendência x Mudanças
Variabilidade climática
600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200
1917 1920 1923 1926 1929 1932 1935 1938 1941 1944 1947 1950 1953 1956 1959 1962 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 2016
Precipitação anual (mm/ano)
Variabilidade da Precipitação anual em Piracicaba, SP
Desvio Padrão Média Precipitação Elaboração: Henrique B. Dias
Fonte de dados: ESALQ/USP
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✓ Variabilidade Climática: Anomalia x Tendência x Mudanças
Variabilidade climática
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Exercício – Análise Dados
✓ Planilha Excel_Basico_Agrometeorologia
✓ Criar colunas com os dias, meses e ano;
✓ Encontrar os valores máximos, mínimos e médios de cada variável;
✓ Passar os dados para escala mensal utilizando a tabela dinâmica;
✓ Calcular o número de dias sem chuva e número de dias com temperatura máxima maiores que 35
✓ Encontrar os valores de temperatura e precipitação no dia do seu
aniversário utilizando a função PROCV
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Exercício – Preenchimento de Falhas
✓ Planilha Preenchimento_Falhas_BeloHorizonte_2018
✓ Verificar a consistência dos dados observados da base do BDMEP-INMET e NASA POWER
✓ DICA – Utilizar o filtro e forma gráfica
✓ Fazer o preenchimento de dados faltantes seguindo a ordem INMET -> NASA POWER
✓ DICA – Utilizar as funções SE e PROCV
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