p A ciência da previsão do tempo cai sob o escrutínio público todos os dias. Quando a previsão está correta, raramente comentamos, mas geralmente reclamamos rapidamente quando a previsão está errada. Será que algum dia alcançaremos uma previsão perfeita com precisão de hora? p A preparação de uma previsão do tempo envolve muitas etapas. Ele começa sua vida como um "instantâneo" global da atmosfera em um determinado momento, mapeados em uma grade tridimensional de pontos que abrangem todo o globo e se estendem da superfície à estratosfera (e às vezes mais acima).

p Usando um supercomputador e um modelo sofisticado que descreve o comportamento da atmosfera com equações físicas, este instantâneo é então avançado no tempo, produzindo muitos terabytes de dados brutos de previsão. Em seguida, cabe aos analistas humanos interpretar os dados e transformá-los em uma previsão significativa que é transmitida ao público.

p O se no clima

p Prever o tempo é um grande desafio. Para começar, estamos tentando prever algo que é inerentemente imprevisível. A atmosfera é um sistema caótico - uma pequena mudança no estado da atmosfera em um local pode ter consequências notáveis ​​ao longo do tempo em outro lugar, que foi comparado por um cientista como o chamado efeito borboleta.

p Qualquer erro que se desenvolva em uma previsão aumentará rapidamente e causará outros erros em uma escala maior. E uma vez que temos que fazer muitas suposições ao modelar a atmosfera, torna-se claro a facilidade com que erros de previsão podem se desenvolver. Para uma previsão perfeita, precisaríamos remover todos os erros.

p A habilidade de previsão tem melhorado. As previsões modernas são certamente muito mais confiáveis ​​do que eram antes da era dos supercomputadores. As primeiras previsões publicadas no Reino Unido datam de 1861, quando o oficial da Marinha Real e agudo meteorologista Robert Fitzroy começou a publicar previsões no The Times.

p Seus métodos envolviam desenhar cartas meteorológicas usando observações de um pequeno número de locais e fazer previsões com base em como o tempo evoluiu no passado, quando as cartas eram semelhantes. Mas suas previsões muitas vezes estavam erradas, e a imprensa costumava criticar rapidamente.

p Um grande salto à frente foi dado quando os supercomputadores foram apresentados à comunidade de previsão na década de 1950. O primeiro modelo de computador era muito mais simples do que os de hoje, prevendo apenas uma variável em uma grade com um espaçamento de mais de 750 km.

p Este trabalho pavimentou o caminho para previsões modernas, cujos princípios ainda se baseiam na mesma abordagem e na mesma matemática, embora os modelos atuais sejam muito mais complexos e prevejam muito mais variáveis.

p Hoje em dia, uma previsão do tempo normalmente consiste em várias execuções de um modelo de tempo. Os centros meteorológicos operacionais geralmente executam um modelo global com um espaçamento de grade de cerca de 10 km, cuja saída é passada para um modelo de alta resolução executado em uma área local.

p Para se ter uma ideia da incerteza na previsão, muitos centros meteorológicos também executam uma série de previsões paralelas, cada um com pequenas alterações feitas no instantâneo inicial. Essas pequenas mudanças crescem durante a previsão e fornecem aos analistas uma estimativa da probabilidade de algo acontecer - por exemplo, a porcentagem de chance de chover.

p O futuro da previsão

p A era do supercomputador foi crucial para permitir o desenvolvimento da ciência da previsão do tempo (e, na verdade, da previsão do clima). Supercomputadores modernos são capazes de realizar milhares de trilhões de cálculos por segundo, e pode armazenar e processar petabytes de dados. O supercomputador Cray no Met Office do Reino Unido tem o poder de processamento e armazenamento de dados de cerca de um milhão de smartphones Samsung Galaxy S9.

p Isso significa que temos o poder de processamento para executar nossos modelos em altas resoluções e incluir várias variáveis ​​em nossas previsões. Isso também significa que podemos processar mais dados de entrada ao gerar nosso "instantâneo" inicial, criando uma imagem mais precisa da atmosfera para iniciar a previsão.

p Esse progresso levou a um aumento na habilidade de previsão. Uma quantificação elegante disso foi apresentada em um estudo da Nature de 2015 por Peter Bauer, Alan Thorpe e Gilbert Brunet, descrevendo os avanços na previsão do tempo como uma "revolução silenciosa".

p Eles mostram que a precisão de uma previsão de cinco dias hoje em dia é comparável à de uma previsão de três dias há cerca de 20 anos, e que a cada década, ganhamos cerca de um dia de habilidade. Essencialmente, as previsões de hoje de três dias são tão precisas quanto as previsões de dois dias de dez anos atrás.

p Mas é provável que esse aumento de habilidade continue no futuro? Isso depende em parte do progresso que podemos fazer com a tecnologia de supercomputadores. Supercomputadores mais rápidos significam que podemos executar nossos modelos em resolução mais alta e representar processos ainda mais atmosféricos, em teoria, levando a uma maior melhoria da habilidade de previsão.

p De acordo com a Lei de Moore, nosso poder de computação tem dobrado a cada dois anos desde os anos 1970. Contudo, isto tem desacelerado recentemente, portanto, outras abordagens podem ser necessárias para fazer progressos futuros, como aumentar a eficiência computacional de nossos modelos.

p Será que algum dia seremos capazes de prever o tempo com 100% de precisão? Resumidamente, não. Existem 2 × 10⁴⁴ (200, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000) moléculas na atmosfera em movimento aleatório - tentar representá-las todas seria insondável. A natureza caótica do clima significa que, enquanto tivermos que fazer suposições sobre os processos na atmosfera, sempre existe a possibilidade de um modelo desenvolver erros.

p O progresso na modelagem do clima pode melhorar essas representações estatísticas e nos permitir fazer suposições mais realistas, e supercomputadores mais rápidos podem nos permitir adicionar mais detalhes ou resolução aos nossos modelos meteorológicos, mas, no cerne da previsão está um modelo que sempre exigirá algumas suposições.

p Contudo, contanto que haja pesquisas para melhorar essas suposições, o futuro da previsão do tempo parece brilhante. O quão perto podemos chegar da previsão perfeita, Contudo, continua a ser visto. p Este artigo foi publicado originalmente em The Conversation. Leia o artigo original.