Modelagem dos Recursos Eólicos sobre Moçambique Considerando um Cenário de Mudanças Climáticas

Silva, Emerson Mariano da; Banga, Nelson Mário; Alves, José Maria Brabo

doi:10.1590/0102-778632120160815

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Revista Brasileira de Meteorologia

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Sumário

Artigo • Rev. bras. meteorol. 32 (1) • 24 Mar 2017 • https://doi.org/10.1590/0102-778632120160815 copiar

Modelagem dos Recursos Eólicos sobre Moçambique Considerando um Cenário de Mudanças Climáticas

Modeling of Wind Resources on Mozambique Considering a Climate Change Scenario

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Este trabalho apresenta uma aplicação da técnica de redução de escala (dynamic downscaling) usando-se o modelo regional RAMS6.0 (Regional Atmospheric Modelling System) forçado por campos de saída do modelo de circulação global HadGEM2-ES, com objetivo de estimar o potencial eólico nas regiões de Moçambique considerando um cenário de mudanças climáticas definido pelo IPCC. Os resultados mostraram desempenho satisfatório do modelo RAMS6.0 na reprodução de padrões médios de campos dos ventos obtidos nas reanálises do CFSR e MERRA durante o período de 1985-2005. Os campos de ventos simulados a 10, 50 e 100 m de altura, sob condições do cenário de emissão RCP8.5 do IPCC, para o período de 2079-2099, mostraram-se com valores superiores em relação aos campos de ventos para o período de 1985-2005. Além disso, há evidências de um aumento na densidade de energia eólica nas regiões de Moçambique para o período de 2079-2099, particularmente durante o inverno nas regiões centro e sul do país.

Palavras chave:
energia eólica; mudanças climáticas; Moçambique

Índice	Símbolo	Fórmula	Valor ideal
Viés	b	$b = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} (X_{i} - Y_{i})$	0
Erro quadrático médio	EQM	$E Q M = {[\frac{1}{N} {\sum_{i = 1}^{N} (X_{i} - Y_{i})}^{2}]}^{\frac{1}{2}}$	0
Índice de Correlação	r	$r = \frac{1}{N} \sum_{i = 1}^{N} \frac{X_{i} Y_{i}}{σ_{X} σ_{Y}}$	1
Índice de concordância	I _c	$I_{c} = 1 - \frac{\sum_{i = 1}^{N} {(X_{i} - Y_{i})}^{2}}{\sum_{i = 1}^{N} {(\| X_{i} - {\bar{X}}_{i} \| + \| Y_{i} - {\bar{X}}_{i} \|)}^{2}}$	1

Faixa	Classificação
1	Perfeita
0,7 a 0,9	Forte
0,4 a 0,7	Moderada
0,2 a 0,4	Fraca
0	Sem correlação

Faixa	Classificação
> 0,85	Ótimo
0,76 a 0,85	Muito bom
0,66 a 0,75	Bom
0,61 a 0,65	Mediano
0,51 a 0,60	Razoável
0,41 a 0,50	Ruim
< 0,40	Péssimo

Região Norte
	b	EQM	r ^*	R ²	I _c
RAMS/CFSR	0,48	0,8	0,72	0,56	0,58
RAMS/MERRA	-0,01	0,89	0,61	0,39	0,53
Região Centro
	b	EQM	r ^*	R ²	I _c
RAMS/CFSR	0,67	0,85	0,91	0,82	0,72
RAMS/MERRA	0,39	0,9	0,78	0,62	0,63
Região Sul
	b	EQM	r ^*	R ²	I _c
RAMS/CFSR	1,37	1,5	0,92	0,85	0,23
RAMS/MERRA	1,12	1,43	0,8	0,65	0,18

Mês	1985-2005					2079-2099					Var_mediana (%)
	Histórico					RCP8.5
	k	c (m/s)	v (m/s)	Mediana (m/s)	Desvpad (m/s)	k	c (m/s)	v (m/s)	Mediana (m/s)	Desvpad (m/s)
Janeiro	10,00	3,98	3,85	3,85	0,33	9,22	3,69	3,54	3,50	0,35	-9,09
Fevereiro	10,00	3,87	3,74	3,75	0,34	10,00	3,79	3,72	3,72	0,26	-0,80
Março	10,00	3,56	3,44	3,44	0,31	10,00	3,64	3,55	3,54	0,29	2,91
Abril	10,00	3,47	3,35	3,32	0,31	10,00	3,60	3,50	3,49	0,27	5,12
Maio	10,00	3,26	3,21	3,21	0,19	10,00	3,37	3,33	3,33	0,18	3,74
Junho	10,00	3,45	3,38	3,38	0,22	10,00	3,52	3,43	3,48	0,28	2,96
Julho	10,00	3,55	3,45	3,44	0,28	10,00	3,66	3,56	3,56	0,27	3,49
Agosto	10,00	3,55	3,48	3,50	0,24	10,00	3,71	3,60	3,59	0,29	2,57
Setembro	10,00	3,72	3,60	3,58	0,32	10,00	3,70	3,63	3,63	0,24	1,40
Outubro	10,00	3,84	3,76	3,75	0,26	10,00	3,80	3,71	3,68	0,27	-1,87
Novembro	10,00	3,72	3,60	3,60	0,31	10,00	3,98	3,89	3,89	0,29	8,06
Dezembro	10,00	3,61	3,47	3,43	0,32	10,00	3,59	3,52	3,51	0,24	2,33

Mês	1985-2005					2079-2099					Var_mediana (%)
	Histórico					RCP8.5
	k	c (m/s)	v (m/s)	Mediana (m/s)	Desvpad (m/s)	k	c (m/s)	v (m/s)	Mediana (m/s)	Desvpad (m/s)
Janeiro	4,66	2,93	2,68	2,63	0,65	4,30	2,83	2,58	2,56	0,67	-2,66
Fevereiro	5,35	3,06	2,82	2,77	0,59	5,46	3,21	2,96	2,97	0,60	7,22
Março	5,97	3,53	3,27	3,26	0,62	6,54	3,91	3,65	3,65	0,62	11,96
Abril	6,22	3,95	3,68	3,67	0,65	7,27	4,15	3,90	3,88	0,58	5,72
Maio	6,08	3,41	3,17	3,18	0,59	6,47	3,60	3,36	3,33	0,58	4,72
Junho	6,25	3,69	3,44	3,42	0,57	10,00	3,52	3,43	3,48	0,28	1,75
Julho	6,34	3,75	3,49	3,52	0,64	5,52	3,83	3,54	3,52	0,69	0,00
Agosto	5,87	3,63	3,37	3,38	0,65	5,52	4,01	3,71	3,68	0,73	8,88
Setembro	5,40	3,95	3,65	3,61	0,75	6,14	4,02	3,74	3,66	0,67	1,39
Outubro	6,27	4,17	3,88	3,79	0,69	6,76	4,36	4,08	4,01	0,66	5,80
Novembro	6,02	4,29	3,98	3,91	0,73	6,25	4,38	4,07	4,10	0,73	4,86
Dezembro	4,65	3,05	2,79	2,66	0,66	4,99	3,48	3,19	3,10	0,71	16,54

Mês	1985-2005					2079-2099					Var_mediana (%)
	Histórico					RCP8.5
	k	c (m/s)	v (m/s)	Mediana (m/s)	Desvpad (m/s)	k	c (m/s)	v (m/s)	Mediana (m/s)	Desvpad (m/s)
Janeiro	4,55	3,17	2,89	2,85	0,72	4,24	3,02	2,75	2,72	0,73	-4,56
Fevereiro	5,23	3,32	3,05	3,04	0,64	5,08	3,39	3,12	3,11	0,70	2,30
Março	5,83	3,87	3,58	3,57	0,69	6,30	4,19	3,91	3,88	0,68	8,68
Abril	6,05	4,37	4,06	4,00	0,74	6,94	4,47	4,19	4,14	0,65	3,50
Maio	5,77	3,80	3,52	3,52	0,69	6,11	3,90	3,63	3,61	0,66	2,56
Junho	6,08	4,11	3,84	3,79	0,65	5,78	3,51	3,24	3,28	0,65	-13,46
Julho	6,14	4,20	3,90	3,93	0,73	5,37	4,19	3,87	3,83	0,78	-2,54
Agosto	5,62	4,11	3,80	3,78	0,77	5,29	4,38	4,04	4,03	0,83	6,61
Setembro	5,15	4,48	4,12	4,09	0,89	5,82	4,38	4,06	3,95	0,77	-3,42
Outubro	5,65	4,74	4,38	4,31	0,86	6,30	4,75	4,42	4,42	0,78	2,55
Novembro	5,13	4,31	3,96	3,91	0,85	5,86	4,73	4,38	4,46	0,84	14,07
Dezembro	4,44	3,37	3,07	2,92	0,76	4,79	3,75	3,43	3,32	0,80	13,70

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[1] Autor de correspondência: Emerson Mariano da Silva, emerson@uece.br.

Equações básicas	Hidrostáticas incompreensíveis ou não compreensíveis.
	Não hidrostáticas de médias de Reynolds.
Coordenada vertical	Sigma-z, que segue a topografia (Clark, 1977)
Coordenada horizontal	Coordenada estereográfica polar rodada
Estrutura de grade	Arakawa-C (Mesinger E Arakawa, 1976)
Física do modelo	Esquema de adveção	Leapfrog
	Avançado
	Turbulência	Energia cinética turbulenta (Mellor e Yamada, 1974; Deardoff, 1980)
	Convecção	Kuo (1970)
		Kain-Fritsch (1990)
	Radiação	Radiação de onda longa/curta (Mahrer e Pielke, 1977)
		Radiação de onda longa/curta (Chen e Cotton, 1983)
		Radiação de onda longa/curta(Harrington, 1997)
	Microfísica das nuvens	Nuvens quentes (Walko et al., 1995; Meyer et al., 1997)
	Solo e vegetação	Troca de calor entre solo e atmosfera (Walko, 2000)