Manoel Valdonel de Almeida
Título
Aplicação de Técnicas de Redes Neurais Artificiais na Previsão de Curtíssimo Prazo da Visibilidade e Teto para o Aeroporto de Guarulhos – SP
Resumo
Um sistema de previsão de curtíssimo prazo (nowcasting) para previsão de teto de nuvens e visibilidade horizontal no Aeroporto de Guarulhos - SP foi desenvolvido e testado operacionalmente. O desenvolvimento do sistema foi baseado em 56 anos de dados meteorológicos da Estação Meteorológica de Superfície de Cumbica/Guarulhos. Três abordagens metodológicas foram testadas: uma com Regressão Linear Múltipla (MLR), duas com Redes Neurais Artificiais (ANN): Probabilistic Neural Network (PNN) e Network General Regression Neural Network (GRNN). Os resultados são apresentados e discutidos para as três abordagens. Em particular, os resultados com PNN indicaram um melhor desempenho, para a previsão de curtíssimo prazo (3 horas) do teto de nuvens e da visibilidade horizontal, do que as outras duas técnicas mencionadas. Em resumo, o desempenho do sistema pode ser considerado aceitável para ser implementado operacionalmente. As respostas do sistema de previsão para as médias de três horas dos acertos e dos alarmes falsos, respectivamente, são: a) 85% e 8% para visibilidade menor que 400 m, b) 92% e 6% para nevoeiro, c) 68% e 6% para teto de nuvem abaixo de 30 m, d) 77% e 5% para teto de nuvem abaixo de 60 m.
Abstract
Based on 56 years of hourly meteorological observation data, a nowcasting system was developed and operationally tested for forecasting cloud ceiling and horizontal visibility at Guarulhos Airport in the State of São Paulo, Brazil. Three methodological approaches were tested namely, Multiple Linear Regression (MLR), Artificial Neural Networks (ANN), specifically the Probabilistic Neural Network (PNN) and the Network General Regression Neural Network (GRNN). The results are presented and discussed for all approaches. In particular, PNN results have indicated better performance than the others aforementioned techniques for nowcasting (3 hours) of cloud ceiling and horizontal visibility. In summary, the system performance could be considered as reasonable one in order to be operationally implemented. The forecasting system responses of hit and false alarm average statistics of 3 hours are as follows: a) 85% and 8% for visibility less than 400 m, b) 92% and 6% for fog, c) 68% and 6% for cloud ceiling less than 100ft, d) 77% and 5% for cloud ceiling less than 200ft, respectively.
