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 copy

Modeling of Wind Resources on Mozambique Considering a Climate Change Scenario

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Abstract

This work presents the application of the dynamic downscaling technique on the Regional Atmospheric Modeling System (RAMS6.0) forced by output fields of the global circulation model HadGEM2-ES, to estimate the wind potential over the regions of Mozambique considering the climate change scenario defined by IPCC. The results showed satisfactory performance of the RAMS6.0 model in the reproduction of mean patterns of wind fields obtained in the reanalysis compared to CFSR and MERRA during the period 1985-2005. Winds fields at 10, 50 and 100 meters Considering conditions of the IPCC emission scenario (RCP8.5) for the period 2079-2099 showed higher values in relation to the wind fields for the period 1985-2005. Furthermore, there is evidence of an increase in the wind power over regions of Mozambique for the period 2079-2099, particularly during winter in the central and southern regions of the country.

Keywords:
wind energy; climate change; Mozambique

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)