L’ANALYSE DE DONNEES, UN MOYEN INCOUTOURNABLE

0 1 2 3 4 5 6 7 8 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49

EM

Q

(mm

)

O índice de Brier e sua decomposição (Equação 3-3) foram calculados para cada horário de simulação nos 32 eventos selecionados. A decomposição do índice permite a análise da confiabilidade, resolução e incerteza, sendo estes dois últimos calculados a partir da ocorrência apenas. Para a análise do desempenho em diferentes categorias de precipitação, os índices foram calculados para as seguintes classes: zero (sem chuva), 1 a 5 mm, 5 a 10 mm, acima de 10 mm e acima de 1 mm; este último para análise geral da previsão da ocorrência de chuva.

Os valores do termo de confiabilidade devem ser o mais próximo de zero, pois se trata do quadrado da diferença entre a probabilidade prevista e a ocorrência do fenômeno, neste caso a categoria de precipitação. Quando a probabilidade prevista é elevada, por exemplo, 0,8, e o fenômeno ocorre, ou seja 1, a diferença será pequena de apenas 0,2. Se a diferença for maior, o termo de confiabilidade aumenta e assim sucessivamente. Se os valores estiverem próximos de 0,5 haveria uma indicação de que o conjunto de previsões estaria dividido, mas que, em sua maioria, consegue detectar a ocorrência do fenômeno. Valores próximos de 1 o sistema deixa de ser confiável e começa a entrar no campo da aleatoriedade.

Para precipitações acima de 1 mm, o termo de confiabilidade (Figura 4-29) apresentou valores próximos a 0,2 no período da manhã e valores entre 0,3 e 0,4 no período da tarde, com um acréscimo no final da integração. Na categoria sem chuva (Figura 4-30), os valores não ultrapassaram 0,2, mostrando que, embora o sistema de previsão superestime valores de chuva, falso alarme é reduzido. Para valores entre 0 e 5 mm médios horários sobre a bacia (Figura 4-31), há uma alternância de picos de 0,3 e 0,4 para a confiabilidade nos horários entre 18 e 23 horas. Em todo o período analisado, a confiabilidade esteve sempre abaixo de 0,5, significando que o conjunto possui destreza suficiente para ser utilizado em todo o período de integração. Na categoria entre 5 e 10 mm (Figura 4-32), o sistema apresentou maior confiabilidade que na classe anterior (0 a 5 mm) com um pico entre as 18 h e 36 h de simulação. Provavelmente essa diferença esteja associada ao fato de que nesta categoria os modelos de convecção já tenham disparado o “gatilho” para inicio do processo convectivo, enquanto que a classe de 0 a 5 mm esteja na transição do inicio dos processos de formação de gotículas de precipitação.

O termo de resolução valora a habilidade das previsões em discernir os diferentes espectros da ocorrência. Na resolução, o termo de previsão não aparece explicitamente como na confiabilidade, mas está implícito na freqüência de observações de cada classe k. Como o sinal é negativo, valores mais elevados de resolução representam boa distribuição das previsões em função da ocorrência. Em relação aos termos de confiabilidade e incerteza, um

sistema de boa performance é aquele em que os valores sejam próximos a soma destes dois para anular o valor total do índice de Brier. Nos resultados obtidos (Figura 4-29 a Figura 4-32), o termo de resolução ficou entre 0,15 e 0,25 em todas as categorias de precipitação, com melhores resultados na classe de 0 a 5 mm. Interessante observar que nos picos de confiabilidade o termo de resolução também aumentou, o que mostra uma distribuição de todas as freqüências em relação à media climatológica, o que é desejável para um bom sistema de previsão (Jolliffe et al., 2003).

O termo de incerteza depende apenas da variabilidade das ocorrências, sem influência das previsões. Valores próximos a 0,5 significam uma incerteza muito grande, pois as ocorrências se aproximariam da probabilidade climatológica. Se a probabilidade a ser prevista nunca ocorre ou sempre ocorre, a incerteza é menor e os valores do termo tendem a zero. Os resultados do termo de incerteza foram relativamente baixos, entre 0,1 e 0,25, indicando uma boa condição de previsibilidade dos eventos. Na classe de 0 a 5 mm médios horários na bacia (Figura 4-31) a incerteza é constante desde o primeiro horário até o final da integração em 48 horas e na classe de 5 a 10 (Figura 4-32), os valores acompanharam o ciclo do termo de confiabilidade.

Figura 4-29: Índice de Brier e termos de confiabilidade, resolução e incerteza para cada horário de simulação. Os índices foram calculados para precipitação acima de 1 mm.

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Horário de Simulação (UTC)

Figura 4-30: Termos de confiabilidade, resolução, incerteza e Índice de Brier horário para o conjunto de previsão na classe sem chuva..

Figura 4-31: Termos de confiabilidade, resolução, incerteza e Índice de Brier horário para o conjunto de previsão de precipitação na categoria entre 0 e 5 mm.

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Horário de Simulação (UTC)

confiabilidade resolução Incerteza IB

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 Horário de Simulação (UTC)

Figura 4-32: Termos de confiabilidade, resolução, incerteza e Índice de Brier horário para o conjunto de previsão para o valor de 5 e 10 mm.

O índice de Brier para precipitação acima de 1 mm teve picos variando de 0,35 a 0,46, nos horários de convecção e final da integração. Para a não ocorrência de chuva, o valor do índice está entre 0,1 e 0,3 com pico nas 18 primeiras horas de integração. Na categoria mais frequente, de 0 a 5 mm (Figura 4-31) , os valores do IB variaram entre 0,1 e 0,30, com picos de 0,4 e 0,45 no final dos dois dias de integração. Na classe de 5-10 mm, o IB possui uma curvatura entre 19 h do primeiro dia até 9 horas do segundo dia de previsão, provavelmente devido a convecção pré-frontal de alguns eventos.

Em resumo, a avaliação do sistema de previsão por conjuntos pelo índice de Brier e seus termos demonstrou níveis suficientes de confiabilidade e destreza para ser utilizada na maioria dos eventos de precipitação sobre a bacia do rio Iguaçu comparada com outros sistemas de previsão (Yuan, et al., 2005 e Stensrud e Yussouf, 2007). Os valores do IB estiveram entre 0,15 e 0,3 com alguns picos até 0,45.

4.5.3. Curva ROC