PROJETO DE PESQUISA · L2
Previsão probabilística local de rajadas convectivas por octante
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1. Contexto e problema
A previsão bruta de rajada subestima eventos fortes no Paraná (FATO: 3 dias previstos acima de 90 km/h com nenhum acerto, contra 36 medidos). O CAPE isolado atinge AUC de cerca de 0,81, acima do motor atual. Há espaço para uma previsão local calibrada.
2. Pergunta de pesquisa
É possível estimar a probabilidade de rajada acima de um limiar, por octante, de 0 a 6 horas à frente, com calibração confiável?
3. Objetivos
Geral: Construir e validar um modelo probabilístico de rajadas convectivas que supere o CAPE isolado.
Específicos:
- Montar a base histórica (2005 a 2025) com reanálise, estações e relâmpagos.
- Treinar modelos supervisionados e compará-los com previsão por IA e nowcasting.
- Recalibrar as probabilidades e medir taxa de falso alarme.
4. Métodos
Validação cruzada por evento; modelos de árvore e redes neurais; recalibração por regressão isotônica ou previsão conforme; comparação com GraphCast, Pangu-Weather, GenCast e NowcastNet como entradas.
5. Infraestrutura computacional e de dados
GPU para treino; reanálise e satélite geoestacionário; relâmpagos do GLM; estações do INMET.
Parque disponível: GPU RTX 5060 Ti (16 GB) em estação local, servidor VPS com o site Ventos de Toledo, API de modelos de linguagem. Ampliação de GPU: A CONFERIR conforme edital.
6. Produtos esperados
- Probabilidade calibrada por octante e horizonte.
- Artigo com o ganho sobre CAPE isolado.
- Módulo de alerta para o site.
7. Escalabilidade
Qualquer região com reanálise e satélite geoestacionário.
8. Riscos e mitigação
- Poucos eventos extremos: validar por evento.
- Licença dos pesos de modelos abertos pode ser não comercial: A CONFERIR.
9. Ética, dados e lgpd
Divulgar limites de acerto e taxa de falso alarme junto com qualquer alerta.
10. Indicadores de sucesso
Brier score, diagrama de confiabilidade, hit rate e falso alarme por limiar.
11. Referências e status de verificação
VISTA = conteúdo consultado diretamente. A CONFERIR = citação conhecida da literatura, ainda sem verificação de DOI e página; não citar em peça externa antes de conferir.
12. Cronograma e orçamento
Cronograma de 24 meses em quatro semestres (coleta e base, modelagem, validação, publicação e escala): A CONFERIR conforme edital. Orçamento (bolsas, GPU, campo, publicação): A CONFERIR. Fontes possíveis de fomento, ainda a confirmar abertura e regras: CNPq, Fundação Araucária, Finep, Fundo da própria instituição.
13. Pendências antes de submeter
- Conferir DOI, volume e página das referências marcadas A CONFERIR.
- Definir equipe, bolsistas e orientações com a coordenação do Bio Park.
- Confirmar edital, prazos e contrapartida.
- Revisão jurídica de termo de uso, LGPD e propriedade intelectual dos dados.
Referências e status de verificação
| Cód. | Referência | Status | Fonte |
|---|---|---|---|
| R1 | GraphCast (Science 2023) | VISTA | arxiv.org/abs/2212.12794 |
| R2 | Pangu-Weather (Nature 2023) | A CONFERIR | — |
| R3 | GenCast (Nature 2025) | A CONFERIR | — |
| R4 | NowcastNet (Nature 2023) | VISTA | doi 10.1038/s41586-023-06184-4 |
| R5 | nowcasting generativo (Nature 2021) | A CONFERIR | — |
| R6 | MetNet-3 (2023) | A CONFERIR | — |
| R11 | calibração de redes neurais (ICML 2017) | A CONFERIR | — |
| R12 | previsão conforme (2021) | A CONFERIR | — |
| R13 | GOES-R GLM (Atmos. Research 2013) | A CONFERIR | — |
Autores omitidos nesta página (constam no .docx original). VISTA = conteúdo consultado diretamente; A CONFERIR = citação conhecida da literatura, sem verificação de DOI e página: não citar em peça externa antes de conferir.