Uma nova versão do modelo regional Brams de previsão de tempo, cobrindo toda a América do Sul, foi lançada pelo Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CPTEC/Inpe). O Brams, versão 5.0, já está operacional para até sete dias. O modelo gera previsões com resolução espacial de 5 quilômetros, enquanto o modelo anterior fornecia previsões com resolução de 20 quilômetros. O avanço só foi possível devido a alta capacidade de processamento do novo supercomputador Cray, do Inpe, o Tupã, instalado no CPTEC, em Cachoeira Paulista.
Os desenvolvimentos para tornar a nova versão do Brams operacional levaram cerca de um ano. Para cobrir toda a extensão da América do Sul, foram necessárias 1360 x 1480 células horizontais e 55 níveis verticais. As células de grade, num total de 110 milhões, aproximadamente, são processadas simultaneamente nos 9.600 processadores do Cray, em computação paralela.
Este esforço coordenado pelo Grupo de Modelagem Atmosférica e Interfaces (GMAI) colocou o CPTEC/Inpe em posição de competitividade em relação aos principais centros operacionais do mundo. O centro de previsão do National Centers for Environmental Prediction (NCEP), por exemplo, gera previsões a partir de um modelo similar – o National Mesoscale Model – de 4 quilômetros, 70 níveis verticais e grade de 1371 x 1100 células, que cobre toda a região continental dos Estados Unidos.
Para desenvolver esta nova versão do modelo Brams, também utilizado para a previsão e monitoramento da poluição do ar, utilizou-se um modelo não-hidrostático, que representa com maior precisão processos físicos de menor escala, como o desenvolvimento e dissipação de nuvens e chuvas. Diversos avanços em parametrização (representações matemáticas de processos físicos) foram realizados para nuvens, radiação solar e processos e dinâmicas de superfície.
A avaliação comparativa para a média de chuva do mês de janeiro, na figura abaixo, mostra o avanço da nova versão em relação à anterior do Brams, apontando com maior precisão quantidade e localização das chuvas, como pode-se observar no mapa de dados observados (medidas de estações meteorológicas, satélites, bóias oceânicas, etc.).
Para a implementação desta nova versão foi realizada uma grande reformulação do paralelismo do modelo, empreendida pelo grupo de Processamento de Alto Desempenho (PAD), do CPTEC/Inpe. Este esforço permitiu a operação escalar de dezenas de milhares de cores, tornando viável a operação do modelo, e ao mesmo tempo extraindo o máximo de desempenho de processamento do supercomputador.
Avanço – Mapas de média de chuva de janeiro de 2013 gerados pelo modelo anterior do Brams (esquerda), modelo atual (centro) e comparados ao mapa de dados observados
Fonte: Inpe
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