Impactos das variações e mudanças climáticas sobre os ventos extremos e seus efeitos no setor elétrico brasileiro - Marcelo Pizzuti Pes (2015)
O presente trabalho investiga os aspectos relativos à ocorrência de ventos extremos mínimos e máximos a 10m, sua distribuição de probabilidade, período de retorno e tendência climática. Para isso são utilizadas séries temporais de velocidade do vento observado a 10m provenientes de 42 estações pertencentes ao DECEA, e simulações do modelo regional Eta climático rodado com as condições de contorno do modelo climático inglês HadCM3 compreendendo o período de 1960-1990 e projeções futuras entre 2010 e 2100 para o cenário de emissões A1B. Inicialmente, todos os dados passam por um processo de qualificação com o propósito de reduzir as incertezas dos resultados. Em seguida, é realizada a análise de agrupamento utilizando o método hierárquico de Ward a fim de identificar as regiões homogêneas (RHs) da área de estudo. Para determinar e quantificar as tendências climáticas nas séries de vento observado é aplicado o teste de Mann-Kendall. A análise de tendência das séries de médias mínimas anuais da velocidade do vento indicam 50% de tendência não significativa, 28,5% tendência negativa e 21,4% de tendência positiva. Já as tendências das médias máximas anuais apresentam 35,7% de tendência não significativa, 19% de tendência negativa e 45,2% de tendência positiva. Na etapa seguinte, são aplicados três métodos de distribuição de frequência às séries observadas: Gumbel, Weibull e GEV. A escolha do melhor ajuste das distribuições é feito pelo teste de Kolmogorov-Smirnov e pelo menor Erro Padrão. Com base nesses dois testes, o melhor ajuste é determinado pelo modelo de Gumbel. Em relação ao período de retorno da velocidade máxima do vento a 10m, a região homogênea RH5 apresenta os maiores valores de velocidade do vento para T= 2 anos, podendo ocorrer velocidades iguais ou acima de 19,68 m.s$^{-1}$ e a velocidade de 25 m.s$^{-1}$ pode ser superada uma vez a cada 20 anos. A RH6 representa o segundo maior valor de velocidade do vento em T=2, podendo ocorrer velocidades iguais ou acima de 18,56 m.s$^{-1}$. Para realizar o estudo de tendência climática das séries provenientes das projeções do modelo climático, é realizado o refinamento estatístico das saídas do modelo Eta-HadCM3 com o emprego de Redes Neurais Artificiais (RNAs), as quais são treinadas tendo como preditores as variáveis de saída do modelo e como alvo as séries de vento observado a 10m. Obtém-se com isso uma melhora significativa nas séries de velocidade mínima e máxima da velocidade do vento, sendo que a média da correlação de Pearson passou de 0,16 para 0,76 e de 0,29 para 0,78, respectivamente. O ganho (skill) médio em relação ao erro sistemático foi de 99,6% para os mínimos e 99,3% para os máximos de vento, enquanto que o ganho médio do RMSE foi de 85% e 67%, respectivamente. Com base nas análises de tendência climática das séries velocidade mínima e máxima do vento observado a 10m e do vento modelado pela RNA (projeções futuras 2010-2100), os resultados indicam aumento na velocidade mínima do vento ao longo da costa brasileira, principalmente na costa do Nordeste, e no interior do continente próximo à costa. Já os máximos de velocidade do vento indicam aumento no interior das regiões Norte, Centro-Oeste e Sudeste.