Temperatura do Ar: Dados Geoespaciais do ERA5
- Adauto Costa
- há 5 horas
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O ECMWF (Centro Europeu de Previsões Meteorológicas de Médio Prazo) é um instituto de pesquisa e serviço operacional 24 horas que produz previsões meteorológicas globais e mantém um dos maiores arquivos de dados meteorológicos do mundo. Opera um supercomputador de ponta e oferece treinamento avançado, além de apoiar a Organização Meteorológica Mundial (OMM).
Também atua como um dos principais executores do programa Copernicus da União Europeia, fornecendo informações sobre mudanças climáticas, composição atmosférica, e riscos naturais como enchentes e incêndios. Junto à ESA e à EUMETSAT, participa da iniciativa Destination Earth, que desenvolve gêmeos digitais do planeta Terra.
ECMWF e ERA5
O ERA5 é a quinta geração de reanálises do ECMWF para o clima e o tempo globais das últimas oito décadas. Os dados estão disponíveis a partir de 1940 e substituem o conjunto anterior ERA-Interim. A sigla ERA5 significa ECMWF Reanalysis, 5th Generation (Reanálise do ECMWF, Quinta Geração).
Ele combina previsões numéricas com observações reais em um processo chamado assimilação de dados, que utiliza as leis da física para gerar um retrato coerente e contínuo da atmosfera ao longo de oito décadas. O ERA5 fornece estimativas horárias de variáveis atmosféricas, de superfície terrestre e de ondas oceânicas, além de incluir estimativas de incerteza obtidas por um conjunto de 10 simulações. Atualizado diariamente com atraso de cerca de cinco dias.
Atualmente, a família de conjuntos de dados ERA5 é composta por ERA5, ERA5.1 e ERA5-Land.
O ERA5 é uma reanálise abrangente, cobrindo o período de 1940 até 5 dias atrás em relação ao tempo real, que assimila o maior número possível de observações atmosféricas, tanto em altitude quanto próximas à superfície. O modelo atmosférico do ERA5 é acoplado a modelos de superfície terrestre e de ondas oceânicas.
O ERA5.1 é uma nova execução do ERA5, apenas para os anos de 2000 a 2006, criada para corrigir o viés de resfriamento na baixa estratosfera observado no ERA5 nesse intervalo. O comportamento do ERA5 na maior parte da troposfera é semelhante ao do ERA5.1.
O ERA5-Land é um conjunto de dados de superfície terrestre, cobrindo o período de 1950 até 5 dias atrás, produzido com maior resolução espacial (9 km) e forçado pelos parâmetros atmosféricos do ERA5 com correção de gradiente térmico vertical, porém sem assimilação adicional de dados.
Informações Gerais sobre os Dados Geoespaciais de Temperatura do Ar do ERA5
Entre as diversas variáveis disponíveis, destaca-se neste post a Temperatura do Ar (2m temperature). Este parâmetro representa a temperatura do ar a 2 metros acima da superfície terrestre, do mar ou de águas interiores, porém, com os dados restritos à temperatura a 2m, não é possível realizar uma análise vertical detalhada da atmosfera, como a caracterização de perfis térmicos em altitude, gradientes adiabáticos ou camadas de inversão térmica. Para esse tipo de estudo, é necessário utilizar os níveis de pressão do ERA5, que fornecem temperaturas e outros parâmetros em diferentes altitudes padrão (por exemplo, 850 hPa, 700 hPa, entre outros).
A temperatura a 2 m é calculada por interpolação entre o nível mais baixo do modelo atmosférico e a superfície da Terra, levando em conta as condições atmosféricas locais.
Os valores estão em Kelvin (K) e podem ser convertidos para graus Celsius (°C) subtraindo 273.15.
Para consultar outros detalhes, vá em https://codes.ecmwf.int/grib/param-db/167.
FORMATO DOS DADOS
GRIB1 (GRIdded Binary Edition 1) é um formato de arquivo padronizado usado em meteorologia para armazenar e distribuir campos de dados meteorológicos e climáticos (como temperatura, pressão, vento, umidade etc.) em grade espacial (grid).
SISTEMA DE REFERÊNCIA ESPACIAL
Os dados do ERA5 são referenciados horizontalmente ao elipsoide WGS84 (que define os eixos maior e menor) e verticalmente:
sobre a terra, em relação ao geóide EGM96;
sobre os oceanos, em relação ao nível médio do mar, assumindo-se, por aproximação, que este coincide com o geóide.
Nos dados em formato GRIB1, o modelo da Terra é uma esfera de raio 6367.47 km.
Download dos Dados
Primeiro, é necessário realizar o registro no sistema por meio do link: https://accounts.ecmwf.int/auth/...
Após o registro e login, acesse o conjunto ERA5 hourly data on single levels from 1940 to present.
Na tela de seleção, marque as opções desejadas. Para obter a temperatura do ar, selecione a variável 2m Temperature.
Durante a validação do pedido (Request validation), podem aparecer alertas indicando variáveis obrigatórias ainda não selecionadas.
Em Geographical Area, é possível escolher entre todo o conjunto disponível (Whole available region) ou delimitar uma área retangular específica. Os dados possuem resolução de 0.5° × 0.5°, o que corresponde aproximadamente a 55 km × 55 km em escala real.
Depois de definir as opções, clique em Submit form.
Uma tela exibirá suas requisições, e será necessário aguardar até que o status mude para Complete. Quando concluído, clique em Download para baixar o arquivo GRIB.
Visualizar os Dados de Temperatura
Para visualizar os dados, é necessário utilizar Python e instalar os pacotes abaixo:
pip install cfgrib xarray eccodesExemplo de Código em Python para visualização dos dados:
import xarray as xr
import xarray as xr
import matplotlib.pyplot as plt
# Caminho do seu arquivo .grib ou .grb
arquivo = "1757d5562f6380b5ea9d90f9d41d81f3.grib"
# Abrir com cfgrib
ds = xr.open_dataset(arquivo, engine='cfgrib')
print(ds.variables.keys()) # lista de variáveis
print(ds['t2m']) # exibe a variável de temperatura a 2m
print(ds)
t = ds['t2m'] - 273.15
t.plot(cmap='coolwarm')
plt.title("Temperatura do Ar a 2 m (°C)")
plt.show()Os dados possuem resolução de 0,5° × 0,5°, o que corresponde aproximadamente a 55 km × 55 km em escala real. Nossa informação se refere à data de 01/09/2025 às 14h UTC.
Consulte a Documentação do ERA5
Embora o ERA5 ofereça dados extremamente valiosos, ele representa apenas uma pequena parte do ecossistema de informações climáticas do ECMWF.
Não se limite a esses dados iniciais: o conjunto é vasto, técnico e cheio de nuances que impactam diretamente a interpretação correta dos resultados.
Então, se a intenção é realmente entender o que está manipulando, é altamente recomendável que o usuário aprofunde-se na documentação oficial do ERA5. Há muito mais por trás de cada variável, nível, interpolação e método de assimilação do que parece à primeira vista.
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