Distribuição média da umidade do solo em junho, Julho e agosto de 2017. A média foi calculada a partir da umidade do solo com base na faixa gerada pela "rede neural" em tempo quase real no ECMWF. Crédito:ECMWF
Em 11 de junho de 2019, as medições da missão SMOS da ESA estão a ser totalmente integradas no sistema de previsão do ECMWF, permitindo uma descrição mais precisa do conteúdo de água no solo.
Desde o seu lançamento em 2009, A missão de umidade do solo e salinidade do oceano (SMOS) da ESA tem fornecido observações globais das emissões da superfície da Terra, particularmente a umidade do solo e a salinidade do oceano - duas variáveis importantes no ciclo da água.
Previsões meteorológicas precisas são fundamentais para atividades comerciais e de lazer. O Centro Europeu de Previsões Meteorológicas de Médio Prazo (ECMWF) é a agência líder no fornecimento de previsões meteorológicas globais precisas. Seu Sistema Integrado de Previsão (IFS), um modelo numérico gigantesco de previsão do tempo, fornece previsões meteorológicas 24 horas por dia, sete dias por semana.
Patricia de Rosnay, o líder da equipe de Assimilação Acoplada na ECMWF comenta que, "Ao usar medições SMOS em nosso sistema de previsão operacional, obtemos uma descrição melhor da distribuição espacial da água no solo.
"Essas são medidas importantes para entender as complexas interações entre a superfície da terra e a atmosfera, o que é crucial para o nosso sistema de previsão. "
O tempo é um processo complexo e uma boa previsão depende muito do conhecimento da atmosfera da Terra fornecido por meio de uma variedade de observações de satélites, dados in situ, balões, bóias e outros sistemas de observação.
Os gráficos mostram a diferença de erro normalizado das temperaturas do ar de 2m entre o novo e o antigo sistema de previsão, onde valores negativos indicam uma redução de erro devido ao uso de dados SMOS. No verão de 2017, um impacto positivo é estatisticamente significativo para o Hemisfério Norte, como visto no gráfico certo. Crédito:ECMWF
Esses dados precisam estar disponíveis rapidamente para serem benéficos para as previsões. A produção de medições geofísicas de umidade do solo leva cerca de oito horas após a detecção.
Uma técnica inteligente usada para acelerar a produção desses dados é o aprendizado de máquina, por exemplo, usando uma rede neural artificial, que calcula os valores da umidade do solo do satélite em segundos. Foi adaptado pela CESBIO e LERMA para gerar as informações necessárias para as previsões operacionais.
"As técnicas de aprendizado de máquina são computacionalmente eficientes e são ferramentas muito rápidas para processar grandes conjuntos de dados rapidamente. O uso de redes neurais foi a chave para a integração das medições SMOS em tempo para a previsão do tempo, "diz Nemesio Rodriguez-Fernandez da CESBIO, e quem projetou e treinou a rede neural antes da integração operacional feita pelo ECMWF.
Usar medições de um satélite explorador da Terra em operações 24 horas por dia, 7 dias por semana, é uma grande conquista. Até aqui, apenas as medições SMOS sobre a terra estão sendo usadas para apoiar as previsões meteorológicas gerais. Considerando que o SMOS fornece informações em todas as condições meteorológicas, O SMOS também fornece novas informações para rastrear furacões e medir gelo marinho fino.
O SMOS pode potencialmente ajudar no futuro para o Serviço de Gerenciamento e Emergência Copernicus (CEMS), especificamente para pesquisa e desenvolvimento relacionados ao Sistema Europeu de Informação sobre Incêndios Florestais, As medições SMOS podem ser usadas para identificar o potencial de ignição, o combustível disponível para queima, e a modulação das emissões do fogo. Para previsão de inundações dentro do Sistema Europeu de Conscientização de Inundações (EFAS), O SMOS pode ser usado para avaliar a suscetibilidade às inundações. Crédito:ECMWF
No futuro, as informações fornecidas pelo SMOS sobre os oceanos e as regiões polares também podem ser usadas em combinação com modelos do sistema terrestre e sistemas de assimilação de dados.
Cientista da missão SMOS da ESA, Matthias Drusch, disse, "A integração das medições SMOS no sistema de previsão do ECMWF foi um grande esforço que começou há mais de 15 anos. Esta história de sucesso mostra como os modelos e até mesmo os aplicativos operacionais se beneficiam de novas observações."
Até aqui, O SMOS é o único satélite explorador da Terra que fornece medições operacionalmente para previsões meteorológicas globais de médio alcance. Atualmente, os dados da missão S Aeolus da ESA "estão a ser testados na ECMWF para o sistema de previsão operacional a ser usado num futuro próximo.
