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Correio Popular

Supermáquina para simular o clima

Publicado em 06 outubro 2008

Por Richard Pfister

Quinze trilhões de operações matemáticas por segundo, ou 15 teraflops. Essa é a capacidade mínima de processamento do supercomputador que entrará em operação no início do ano que vem, no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), de acordo com o coordenador do Programa Fapesp (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo) de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais, Carlos Nobre. O equipamento será usado para a criação de um modelo climático brasileiro. Custa R$ 48 milhões, R$ 35 milhões do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) e o restante da Fapesp.

A máquina será instalada em uma unidade do Inpe no município de Cachoeira Paulista, no Vale do Paraíba. “A intenção não é fazer previsão do tempo, mas simular cenários climáticos futuros. Para fazer todos os cálculos necessários em um tempo razoável é preciso de uma enorme capacidade de processamento. Usamos um software que representa modelos matemáticos das leis da física, através de parâmetros como temperatura, umidade, velocidade do vento e pressão atmosférica, para depois avançar no tempo e simular possíveis cenários. Para isso, precisamos saber se vamos conseguir equilibrar a emissão de gases poluentes, se a quantidade de gás carbônico vai subir ou diminuir, se o desmatamento vai crescer. Tudo entra nos cálculos que precisam ser feitos”, explica Nobre. O supercomputador, que se parece com uma pilha de servidores colocados uns sobre os outros em uma estante, terá um mínimo de 10 Tb (terabytes) de memória, aproximadamente 10 mil vezes maior que um bom computador doméstico com 1Gb (gigabyte). Serão 150 Tb de discos rígidos (hard drive ou HD) próprios, ou cerca de 150 mil vezes mais que um espaçoso HD de 150 Gb de computadores pessoais.

“À medida que as simulações forem geradas, os resultados não serão mantidos na própria máquina. Os dados serão enviados para outros sistemas de armazenamento de longo prazo, em computadores extras”, explica o chefe do grupo de processamento de alto desempenho do Centro de Precisão de Tempo e Estudos Climáticos do Inpe (Cptec), Jairo Panetta. Um deles terá capacidade de armazenamento de até 480 Tb e o outro, 1,7 mil Tb. Ainda será possível expandir a capacidade caso seja necessário.

Segundo Panetta, os 15 teraflops de processamento são o padrão mínimo da máquina, que terá o modelo definido na licitação. A expectativa no Inpe é que a capacidade total possa bater na casa dos 300 teraflops ou 300 trilhões de operações matemáticas por segundo. “O supercomputador pode ter poucas centenas de processadores poderosos e caros ou alguns milhares, mais lentos e mais baratos. Depende do modelo”.

No final de 2006, o Inpe adquiriu um equipamento de 4,5 teraflops. Segundo a coordenadora do Cptec, Maria Assunção Dias, era necessário adaptar o software de modelos climáticos ao novo supercomputador que chegará em 2009, por isso a compra da máquina. “O software precisa ser escrito de acordo com a arquitetura do computador”, explica. Foram gastos mais de R$ 2 milhões no processo, entre adequação do programa, testes e mão-de-obra especializada.

Aproximadamente R$ 41 milhões estão reservados para a aquisição do supercomputador, o que será feito a partir de uma licitação internacional de compra que deve ocorrer até o final deste ano. Além da necessidade de adequação do software, outro problema preocupa a coordenadora do Cptec, onde será instalado o equipamento, é o enorme consumo de energia. “O supercomputador consome uma energia espetacular. Vamos precisar comprar geradores para suportar a demanda”. Segundo ela, a capacidade para o consumo de energia já instalada é o suficiente para abastecer uma cidade de 20 mil habitantes.

Projeções futuras são feitas com informações globais

Estudos serão utilizados para que o País possa planejar ações e esteja preparado para responder aos desafios impostos pelos novos cenários

As projeções de cenários futuros são feitas hoje com dados globais coletados por países como Inglaterra. No entanto, as informações não levam em consideração detalhes sobre o planejamento brasileiro, como expansão da agricultura, dados internos sobre desmatamento e previsão de crescimento da indústria automobilística nacional, cujos produtos são um dos principais emissores de gás carbônico.

Desse modo, criar uma tecnologia nacional para modelos climáticos é, na visão de cientistas, de fundamental importância para o planejamento do País, para garantir que o Brasil esteja preparado para dar respostas aos desafios impostos pelas mudanças climáticas.

“Com a nova máquina, faremos nossas próprias simulações e projeções climáticas”, afirma o pesquisador Carlos Nobre, do Inpe. “Agora, poderemos testar idéias de interesse para o Brasil. Os governantes vão poder avaliar o que irá acontecer no futuro se o desmatamento crescer e se as emissões de gás carbônico aumentarem. Assim, podem tomar as medidas necessárias”, completa Maria Assunção.

Um estudo recente publicado por pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) em parceria com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa) mostra que a estimativa de perdas na agricultura em 2020 será de aproximadamente R$ 7,4 bilhões, em conseqüência do aquecimento global.

A avaliação dos impactos das mudanças climáticas é feita com base na tecnologia de zoneamento de riscos climáticos, software desenvolvido desde 1996 pelo Ministério da Agricultura e Desenvolvimento Agrário, em cooperação com instituições de pesquisas como o Inpe e que avalia possíveis conseqüências para a safra de uma região de acordo com mudanças de temperaturas.

A elaboração de mapas com cenários climáticos futuros servem para o planejamento agrícola. Um produtor não deve plantar café em Minas Gerais caso saiba que a temperatura irá aumentar mais do que o limite que possa prejudicar a produção. Outro exemplo de planejamento necessário é em relação ao aumento do nível dos mares, que inundariam cidades costeiras. Governos seriam obrigados a estudar alternativas para adaptação social e elaboração de planos de evacuação de regiões afetadas. (RP/AAN)

Saiba mais

As previsões meteorológicas feitas no Brasil hoje, segundo dados do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), possuem 90% de confiabilidade até 24 horas. Caso a previsão seja feita com 120 horas de antecedência, a precisão ainda é superior a 70%

Pesquisa usa centenas de estações

Dispositivos no solo, balões, radares e imagens feitas por satélite ajudam a prever o tempo

Centenas de estações de solo espalhadas pelo Brasil coletam dados sobre temperatura, umidade do ar, pressão atmosférica e velocidade do vento e depois transmitem aos centros de previsão. Em Campinas, o Centro de Pesquisas Meteorológicas e Climáticas Aplicadas a Agricultura (Cepagri) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e o Instituto Agronômico (IAC) fazem previsão do tempo para o Estado de São Paulo.

Segundo a coordenadora do Centro de Precisão de Tempo e Estudos Climáticos (Cptec) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), Maria Assunção Dias, cerca de 30 balões meteorológicos, com sensores acoplados, são lançados por dia a alturas de até 20 quilômetros.

Aproximadamente 20 radares também ajudam na tarefa. Três deles estão em cidades paulistas, conforme o pesquisador do Cepagri, Hilton Silveira Pinto. Satélites utilizados em parceria com países como China e Estados Unidos registram imagens do território nacional. “Analisamos as fotos para obter informações mais detalhadas. Conseguimos compor um quadro mais completo”, diz Maria Assunção. As informações são processadas por um software que cria os mapas meteorológicos.(RP/AAN)