Methodology

  • Precisão máxima: A verificação científica de nosso modelo climático urbano exclusivo, realizada durante 3 anos mostra um erro de modelo abaixo de 1°C para temperaturas calculadas entre estações meteorológicas. Nossa previsão de temperatura do ar em 24 horas tem a precisão de 1,2 K, fornecendo efetivamente a previsão mais precisa possível para qualquer local da cidade.
  • Inteligência artificial: O sistema de monitoramento do clima urbano de meteoblue usa inteligência artificial proprietária para combinar medições meteorológicas in-situ com dados de satélite e modelos de previsão numérica para produzir dados precisos com um mínimo de sensores, e da forma mais econômica possível.
  • Do histórico à previsão, sem interrupções: Oferecemos dados históricos, atualizações em tempo real e uma previsão de 7 dias para qualquer local em uma cidade. Além disso, usamos projeções climáticas para estimar a temperatura do ar e a precipitação para diferentes horizontes de tempo futuro (por exemplo, até 2050) referentes a diferentes cenários de emissão.
  • Alta resolução: Nossos modelos climáticos urbanos têm uma resolução horizontal de 10 m, e resolvem toda a variabilidade em microescala dos campos de temperatura do ar e velocidade do vento, trazendo informações meteorológicas precisas para cada porta de entrada.
  • Múltiplas variáveis meteorológicas: Oferecemos medições de diversas variáveis meteorológicas (temperatura do ar, umidade relativa, precipitação) e fornecemos velocidade e direção do vento modeladas em alta resolução espacial para uma ampla gama de aplicações.
  • Múltiplas interfaces: Nossos produtos estão disponíveis via API, servidor FTP, website, e aplicativo, oferecendo a você acesso plug & play fácil a todos os aplicativos possíveis.

Variables & Use Cases

  • Ilhas de calor urbanas e seu impacto sobre pessoas com problemas de saúde
  • Estimativas de temperatura e sua aplicação no planejamento urbano
  • Monitoramento de inundações e planejamento da temporada de inverno
  • O papel dos fluxos de vento no planejamento urbano
  • Previsão e aplicações de dados de qualidade do ar

Temperatura

A temperatura do ar modelada pode ser usada para monitorar as ilhas de calor urbanas, para determinar sua extensão e para alertar os moradores sobre o grande estresse causado pelo calor em determinadas áreas da cidade. Esses avisos são particularmente relevantes para pessoas com riscos à saúde, idosos ou mulheres grávidas.

Além disso, as estimativas de temperatura do ar podem ser usadas por instituições de planejamento urbano e empresas de arquitetura para um projeto favorável ao clima de novas áreas, reconstruções de parques, praças e edifícios, a fim de obter a solução ideal para a população da cidade.

Velocidade e direção do vento

Para resfriar a área urbana durante o verão, é fundamental reter os canais de ar frio, sem prédios que possam bloquear o fluxo de ar. Para detectar os corredores de ar frio, os fluxos e campos de vento são estimados a partir de dados de vento modelados.

Os dados também podem ser usados para rastrear material particulado e poluição do ar em geral, e para diferenciar áreas de alívio ou preocupação. Dados precisos de fluxos de vento também são úteis para emitir avisos mais precisos em caso de incêndio e fumaça.

Na primavera e no verão, é importante prever com precisão a contagem de pólen em áreas urbanas complexas para notificar as pessoas que sofrem de alergias.

Precipitação

A precipitação pode variar muito, mesmo em áreas pequenas. Portanto, o monitoramento é importante. No caso de eventos de chuva forte, as estimativas de inundação exigem a determinação do local exato da precipitação intensa, tanto para o planejamento quanto para a evacuação. Os dados de precipitação modelados permitem que os planejadores e as seguradoras verifiquem facilmente a credibilidade dos relatórios de seguro relacionados ao clima.

No inverno, é útil saber onde e quanta neve se espera. Assim, os serviços públicos municipais podem planejar melhor os estoques de sal para as estradas durante o inverno, com base nos dados fornecidos.

O que é uma zona climática local?

meteoblue provides local climate zone maps for any city in the world. A climate zone map is generated from satellite images with a horizontal resolution of 10m, using proprietary ground-truthing algorithms. Local climate zone (LCZ) information is the basis for sensor placement, for statistical analysis, and for model validation and enhancement.

As LCZs são um meio de classificar os tipos de superfície que afetam o clima local de forma diferente. 10 tipos de LCZ (1-10) descrevem áreas construídas em termos de tipos de construção e arranjos espaciais, materiais, atividades humanas, plantas, propriedades da superfície do solo, etc.

Outros 7 tipos (A-G) descrevem a cobertura da terra em termos de cobertura vegetal e propriedades da superfície do solo. As definições de LCZ foram apresentadas em Stewart, I.D. e Oke, T.R. 2012. Local Climate Zones for urban temperature studies (Zonas climáticas locais para estudos de temperatura urbana).

The map above shows the local climate zone distribution for the city of Zurich (CH) based on satellite image analysis.

— Bulletin of the American Meteorological Society, 93: 1879-1900.

  1. Compacta de alta elevação: A LCZ 1 é caracterizada por uma mistura densa de edifícios altos (mais de 10 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e vidro. Há pouca ou nenhuma vegetação e a superfície é, em sua maior parte, pavimentada.
  2. Compacta de média elevação: A LCZ 2 é caracterizada por uma mistura densa de edifícios de médio porte (3 a 9 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e vidro. Há pouca ou nenhuma vegetação e a superfície é, em sua maior parte, pavimentada.
  3. Compacta de baixa elevação: A LCZ 3 é caracterizada por uma mistura densa de prédios baixos (de 1 a 3 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e vidro. Há pouca ou nenhuma vegetação e a superfície é, em sua maior parte, pavimentada.
  4. Aberta de alta elevação: A LCZ 4 é caracterizada por um arranjo aberto de edifícios altos (mais de 10 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e vidro. Plantas baixas e árvores dispersas criam uma cobertura de terra permeável.
  5. Aberta de média elevação: A LCZ 5 é caracterizada por um arranjo aberto de edifícios de altura média (3 a 9 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e vidro. Plantas baixas e árvores dispersas criam uma cobertura de terra permeável.
  6. Aberta de baixa elevação: A LCZ 6 é caracterizada por um arranjo aberto de prédios baixos (de 1 a 3 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e vidro. Plantas baixas e árvores dispersas criam uma cobertura de terra permeável.
  7. Compacta pouco consolidada de baixa elevação: A LCZ 7 é caracterizada por uma densa mistura de edifícios de um único andar com materiais de construção leves, como madeira, palha e metal corrugado. Há pouca ou nenhuma vegetação e a superfície é, em sua maior parte, de terra batida.
  8. Grandes construções de baixa elevação A LCZ 8 é caracterizada por um arranjo aberto de grandes edifícios baixos (de 1 a 3 andares) com materiais de construção de concreto, aço, pedra e metal. Há pouca ou nenhuma vegetação e a superfície é, em sua maior parte, pavimentada.
  9. Construção esparsa: A LCZ 9 é caracterizada por um arranjo esparso de edifícios de pequeno ou médio porte em um ambiente natural. Plantas baixas e árvores dispersas criam uma cobertura de terra permeável.
  10. Indústria: A LCZ 10 é caracterizada por estruturas industriais de baixo e médio porte, como torres, tanques e pilhas com materiais de construção de metal, aço e concreto. Há pouca ou nenhuma vegetação e a superfície é, em sua maior parte, pavimentada ou de terra batida.
  1. Vegetação arbórea densa: A LCZ A é caracterizada por árvores decíduas e/ou sempre-verdes. É uma paisagem densamente arborizada e a cobertura do solo é, em sua maior parte, permeável. A zona funciona como floresta natural, cultivo de árvores ou parque urbano.
  2. Vegetação arbórea esparsa: A LCZ B é caracterizada por árvores decíduas e/ou sempre-verdes. É uma paisagem levemente arborizada e a cobertura do solo é, em sua maior parte, permeável. A zona funciona como floresta natural, cultivo de árvores ou parque urbano.
  3. Vegetação arbustiva: A LCZ C é caracterizada por um arranjo aberto de arbustos e árvores lenhosas curtas. A cobertura do solo é, em sua maior parte, permeável, com solo nu ou areia. A zona funciona como um matagal natural ou agricultura.
  4. Vegetação rasteira: A LCZ D é caracterizada por uma paisagem sem características de grama, plantas herbáceas ou plantações. Há pouca ou nenhuma árvore. A zona funciona como pastagem natural, agricultura ou parque urbano.
  5. Rocha exposta/pavimentada: A LCZ E é caracterizada por uma paisagem sem características de rocha ou cobertura pavimentada. Há pouca ou nenhuma vegetação. A zona funciona como deserto natural (rocha) ou transporte urbano.
  6. Solo exposto/areia: A LCZ F é caracterizada por uma paisagem sem características de cobertura de solo ou areia. Geralmente, há pouca ou nenhuma vegetação. A zona funciona como deserto natural ou agricultura.
  7. Água: A LCZ G é caracterizada por corpos de água grandes e abertos, como mares e lagos, ou corpos pequenos, como rios, reservatórios e lagoas.

Scientific Documentation

Mapa de temperatura de Zurique, em pequena escala

Modelagem em pequena escala de variáveis meteorológicas

meteoblue calcula campos de variáveis meteorológicas em pequena escala para cidades com a resolução horizontal de 10 m para cada etapa de tempo de medição de 15 minutos. Os modelos climáticos urbanos do meteoblue interpolam os locais entre os locais dos sensores com técnicas especiais que utilizam dados de satélites, assim como modelos digitais de superfície e elevação.

A temperatura do ar, a precipitação, a velocidade e a direção do vento são avaliadas para qualquer local da cidade, trazendo informações meteorológicas para a porta dos habitantes. Com base no campo de temperatura do ar em pequena escala, são detectadas ilhas de calor urbanas, assim como fluxos de frio.

Além disso, avisos de inundação e granizo para a cidade podem ser criados com base em dados de precipitação de alta resolução. A poluição do ar é avaliada automaticamente pela combinação de fontes de dados locais de poluição do ar com um cálculo tridimensional do campo de vento.

Fator de visão do céu exibido em um mapa da Basileia

Alto poder computacional do cluster

meteoblue executa modelos climáticos urbanos em uma resolução horizontal muito fina de até 0,5 m (veja a figura do fator de visualização do céu à esquerda). O fator de visão do céu expressa a proporção do céu visível a partir de um ponto em uma superfície. Os cânions das ruas ou as áreas cobertas por árvores têm um fator de visão do céu baixo em contraste com o alto fator de visão do céu de locais abertos e telhados de edifícios.

Os cálculos do modelo exigem um poder computacional substancial. Dados históricos, nowcast, previsão de sete dias, bem como projeções climáticas são todos calculados para qualquer ponto da cidade e estão disponíveis nos bancos de dados do meteoblue.

Erro absoluto médio (MAE) dos modelos de clima urbano de meteoblue em função do número de estações

Alta precisão dos modelos climáticos urbanos

Os modelos do clima urbano de meteoblue alcançam uma precisão única com erros abaixo de 1°C (MAE por hora) com a técnica de interpolação espacial, com um erro decrescente ao usar mais estações.

Também podemos calcular o número de estações necessárias para atingir a precisão desejada dos dados modelados. Com base em nossos estudos de verificação existentes, para nossa previsão de 24 horas, pode-se esperar uma precisão de 1,2 °C de MAE por hora para a temperatura do ar, com base em nossas verificações existentes.