04 de Novembro de 2021
ATA 004/2021 - Revisão 004
Informações
- Preparado por: Carlos Frederico Bastarz, relator
- 04 de Novembro de 2021
Coordenação: Saulo Ribeiro de Freitas e Pedro Leite da Silva Dias
| REVISÃO | DATA DA REVISÃO | ALTERAÇÕES |
|---|---|---|
| R000 | 04/11/2021 |
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| R001 | 18/11/2021 |
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| R002 | 23/11/2021 |
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| R003 | 25/11/2021 |
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| R004 | 26/11/2021 |
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| R005 | 29/11/2021 |
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Membros Participantes
- INPE: Antonio Ocimar Manzi, Caio Coelho, Carlos Frederico Bastarz, Chou Sin Chan, Daniel Vila, Fabielle Adriane Mota Alves, Haroldo Fraga de Campos Velho, Joaquim Eduardo Rezende Costa, João Gerd Zell de Mattos, Jorge Luís Gomes, Luiz Flávio Rodrigues, Paulo Yoshio Kubota, Ronald Buss de Souza, Saulo Ribeiro de Freitas.
- INMET: Francisco Quixaba Filho.
- UFCG: Enio Pereira de Souza.
- CENSIPAM: Ivan Saraiva.
- ITA: Jairo Panetta.
- INPA: Luiz Cândido.
- MB: Flávia Rodrigues Pinheiro, Walid Maia Pinto Silva e Seba (ausente).
- UFSM: Otávio Acevedo.
- USP: Marcia Akemi Yamasoe, Pedro Leite da Silva Dias, Pedro Peixoto, Ricardo de Camargo.
- LNCC: Roberto P. Souto.
- UFMS: Vinicius Buscioli Capistrano.
- UFRJ: Afonso de Moraes Paiva.
- UFPA: Júlia Clarinda Paiva Cohen (ausente).
- FAB: Helio Abreu Nogueira (ausente).
- EB: Luiz Claudio Oliveira de Andrade (ausente).
Local, Data e Hora
- Plataforma RNP
- 04 de Novembro de 2021, das 09:00 horas às 11:00 horas
Link da gravação
Repositório das apresentações
Reunião do Comitê Científico do Modelo Comunitário do Sistema Terrestre Unificado. Às 09:00hs do dia 04 de Novembro de 2021, reuniram-se virtualmente os representantes do INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais), INMET (Instituto Nacional de Meteorologia), UFCG (Universidade Federal de Campina Grande), CENSIPAM (Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia), ITA (Instituto Tecnológico de Aeronáutica), INPA (Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia), UFSM (Universidade Federal de Santa Maria), USP (Universidade de São Paulo), LNCC (Laboratório Nacional de Computação Científica), UFMS (Universidade Federal do Mato Grosso do Sul) e UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro), com o objetivo de dar continuidade aos trabalhos do Comitê Científico do Modelo Comunitário do Sistema Terrestre Unificado (MCSTU)1. Esta ata registra a memória da reunião realizada e congrega as informações inseridas no chat, como links e informações pertinentes às discussões realizadas. Seguindo a abertura da reunião, realizada pelo Saulo Freitas e pelo Pedro Dias, este documento está orientado de acordo com as pautas estabelecidas pelo Saulo Freitas a condução da reunião.
Abertura
Saulo Freitas inicia a reunião dando as boas vindas aos participantes e, em seguida, apresenta as pautas a serem discutidas:
- Breve relatório de atividades da coordenação do Comitê Científico (CC);
- O processo de escolha do nome do Modelo Comunitário do Sistema Terrestre Unificado (apresentação do relatório por Saulo Freitas/INPE e Pedro Dias/USP);
- O futuro da Assimilação de Dados (apresentação do relatório por João Gerd/INPE);
- Relatório de reuniões de subcomitês:
- Superfície Continental e Solos;
- Assimilação de dados;
- Comunicação do membro do CC Ronald Buss/INPE;
- Próximas ações.
Pauta 1 - Breve relatório de atividades da coordenação do Comitê Científico (CC)
Saulo Freitas informa que foram abertos dois Termos de Abertura de Projeto (TAP) dentro do INPE/MCTI: um TAP para o MCSTU, com a perspectiva de R$ 50 milhões para 10 anos; e o outro TAP associado à compra de um super computador e contratação de serviços de desenvolvimento (via Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - FNDCT): com a perspectiva de R$ 30 milhões (para bolsas, serviços e custeio) para 4 anos e R$ 170 milhões (incluindo o novo super computador, um centro de dados e infraestrutura de energia e refrigeração). Informa que neste momento, o Ministério de Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) está preparando um termo de execução orçamentaria via (FINEP), mas há incerteza quanto ao Ministério da Economia (ME). Houve também a produção de relatórios e reuniões junto ao Operador Nacional do Sistema (ONS) sobre a crise hídrica. Foram feitas gestões junto à Coordenação Geral das Ciências da Terra (CGCT/INPE): 50% da capacidade do cluster EGEON será reservada exclusivamente para o desenvolvimento do MCSTU (2 mil cores); será reservada 50% da carga de trabalho do grupo de Processamento de Alto Desempenho (PAD, o qual envolve 3 funcionários da Divisão de Modelagem Numérica do sistema Terrestre - DIMNT/INPE) para o desenvolvimento do MCSTU; bolsas do Programa de Capacitação Institucional (PCI) do INPE com nível de mestrado para desenvolvimento das componentes de Física, Dinâmica, Superfície, Assimilação de Dados, PAD e Avaliação de Modelos. Saulo Freitas informa também que estão sendo feitas ações junto a Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC) para acesso a serviços de PAD. Cita a apresentação do projeto do MCSTU no evento de aniversário de 51 anos do INPE de Cachoeira Paulista, que contou com a presença do representante do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI) e do diretor do INPE.
Pauta 2 - O processo de escolha do nome do Modelo Comunitário do Sistema Terrestre Unificado
Saulo Freitas apresenta o resultado do processo de escolha do nome do modelo comunitário. Cita que foram sugeridos 9 nomes e 24 pessoas votaram, informa que o nome "BRACES" foi o mais votado. Comenta que o novo nome para o modelo comunitário ainda não está adequado. Acrescenta que, para atrair parceiros internacionais, o nome não deve fazer alusão ao país de origem, que não é uma tradição colocar o nome dos países nos nomes dos modelos porque isso inibe a atração de parceiros, principalmente da América Latina. Pedro Dias complementa citando o caso do modelo Brazilian developments on the Regional Atmospheric Modeling System (BRAMS). Comenta que pensou sobre o significado da palavra braces em inglês, que pode ter significados diversos e que, por este motivo, questiona se esse nome é adequado para um modelo numérico. Comenta sobre o significado do nome "MONAM", que indica uma relação com deuses indígenas da América do Sul. Cita que o nome "COMMUTES" é interessante e que, em inglês, mostra conexões com o "espirito" da modelagem. Comenta que o nome "BRUMA" remete mais à parte ambiental. Conclui que os nome s "COMMUTES" e "MONAM" são mais adequados para o nome de um modelo numérico. Após a divulgação do resultado, Saulo Freitas e Pedro Dias iniciam a discussão com os membros do CC.
Enio Souza comenta que, diante dos argumentos apresentados, deve-se escolher entre os nomes "COMMUTES" e "MONAM". Revela que votou no nome "MONAM". Sustenta que sua escolha se justifica pelo arrazoado do nome não fazer referência explicita a algum aspecto específico do modelo, além de ser de fácil pronúncia. Comenta que na explicação do nome do modelo há uma invocação positiva (cujo contexto é indígena e ambiental) e que isso é importante, principalmente para as próximas décadas.
Marcia Yamasoe, pelo chat, comenta sobre o nome "MONAN", demonstra receio devido a possíveis associações com personalidades folclóricas. Ronald Buss comenta que enviou uma sugestão a qual não foi contemplada por não ter enviado a tempo. Na sua visão, comenta que os nomes dos modelos não podem fazer referência apenas à parte meteorológica. Concorda que o nome não deve conter o nome do país, mas que deve ser simples e indicar o que o modelo faz. Cita o modelo Brazilian Earth System Model (BESM) e que a sua sugestão para o nome é Earth System Model (ESM, sem a letra B). Comenta que o nome "MONAM" não representa o nosso alinhamento cultural com os povos indígenas. Acrescenta que deve-se partir do pressuposto que o nome reflita de maneira básica e direta a sua funcionalidade essencial. Comparando-se com o nome de outros modelos, nota-se que é desnecessário que o nome do modelo reflita os aspectos comunitário, unificado e brasileiro. Conclui que a sigla, mais tarde, pode ser unida ao país ou instituição de origem, como é o caso de vários modelos do Climate Model Intercomparisson Project (CMIP).
Haroldo Fraga comenta que a escolha do nome é muito importante. Cita o exemplo dos físicos, que adotaram nomes específicos para determinadas teorias da física e que isso tirou o mérito dos autores destas teorias. Adiciona que, por este motivo, vale a pena dedicar mais tempo para a definição do nome do modelo.
Marcia Yamasoe complementa a sua manifestação inicial dizendo que achou a proposta do nome "MONAM" interessante, mas que a associação com personalidades folclóricas pode não ser positiva. Acrescenta que ao invés de "BRACES", poderia ser Latin America Climate model of the Earth System (LACES). Saulo Freitas comenta que é uma boa ideia, mas que até o momento, ainda não há parceiros internacionais. Haroldo Fraga concorda com Saulo Freitas. Luiz Cândido, pelo chat, sugere que, diante do estabelecimento destas regras, é melhor fazer uma nova rodada para a proposição e a escolha do nome. Saulo Freitas concorda e reforça que é uma boa ideia fazer uma nova rodada de proposições para o nome do modelo comunitário. Haroldo Fraga também concorda com a proposição de Luiz Cândido.
Antônio Manzi sugere que, por enquanto, pode-se ficar com a sigla atual e que deve-se pensar em uma opção que melhor represente o modelo comunitário. Sugere que, além do nome do modelo não fazer alusão ao Brasil, uma das regras deve ser que o nome contenha Earth System Model (ESM).
Ronald Buss, pelo chat, concorda com o Antônio Manzi. Haroldo Fraga concorda com a fala inicial de Pedro Dias, de que o nome deve ser bem escolhido e que o significado em inglês também deve ser bem pensado, para evitar conotações ruins. Concorda com uma segunda rodada para a sugestão dos nomes. Comenta que não faz restrições quanto à referências indígenas.
Luiz Flávio comenta que a escolha do nome é especialmente importante para o pessoal da computação, pois é a partir dessa escolha que serão iniciadas as bases do modelo nos repositórios. Complementa dizendo que é importante que o nome do modelo comunitário seja definido em breve para que os trabalham possam iniciar e evitar dificuldades futuras.
Ronald Buss cita a Figura 3 de Casagrande et al. (2021) com uma lista de 20 acrônimos de modelos do sistema terrestre. Saulo solicita que a lista seja enviada para a Fabielle Alves para disseminação entre os membros do CC.
Pedro Peixoto, pelo chat, compartilha um link com uma lista de acrônimos que a American Meteorological Society (AMS) recomenda para as suas publicações e indica a seção "Climatic, meteorological, oceanographic, and other models" da lista.
Enio Souza defende o nome "MONAM" e comenta que as personalidades folclóricas lembradas pela Marcia Yamasoe são algo da nossa cultura e que essa não é uma questão relevante.
Joaquim Costa, pelo chat, sugere o nome "MODEST".
Saulo Freitas conclui dizendo que será solicitada uma nova enquete para a escolha do novo nome do modelo comunitário.
João Gerd, pelo chat, sugere que cada pessoa possa votar em mais de um nome.
Pauta 3 - Futuro da Assimilação de Dados
João Gerd inicia sua apresentação falando sobre a assimilação de dados com o intuito de apresentar os conceitos principais para todos os membros do CC. Em seguida fala sobre o uso do Joint Effort for Data assimilation Integration (JEDI), que é um esforço comunitário para a assimilação de dados para uso com diversos modelos numéricos. Cita que para diferentes componentes, em geral, há sistemas de assimilação de dados que são distintos entre si e que com o JEDI, busca-se contornar as diferenças entre estes sistemas. Cita também que os sistemas de assimilação de dados modernos são muito complexos para que uma única pessoa possa dominar sozinha. Acrescenta que a modernização de software aumenta a velocidade dos desenvolvimentos futuros, além de facilitar a manutenção e aumentar a portabilidade e a sua eficiência. Além disso, a modernização de software reduz a duplicação de esforços entre os parceiros do Joint Center for Satelitte Data Assimilation (JCSDA), principalmente na inclusão de novas observações e na implementação de novos algoritmos. Acrescenta que as metodologias empregadas pelo JEDI permitem que todas as componentes do sistema terrestre sejam tratadas dentro do mesmo sistema de assimilação de dados, o que facilita a transição entre a pesquisa e a operação (Operations to Research to Operations - O2R2O). Comenta sobre a componente Object-Oriented Prediction System (OOPS), que é a base do JEDI. Originalmente desenvolvido pelo European Centre for Medium-range Weather Forecasts (ECMWF), o OOPS é uma camada de abstração do JEDI, em que são implementas algumas classes que são aplicadas em diferentes tipos de algoritmos e modelos numéricos, algo que se denomina como separação de conceitos. Cita as diferenças principais entre o Gridpoint Statistical Interpolation (GSI) e o JEDI quanto ao operador observação, as dificuldades e o custo envolvido em se trabalhar com cada sistema: para o GSI, é necessário modificar o sistema de assimilação de dados como um todo, para que ele trabalhe com um novo modelo numérico. Isso não e necessário no JEDI, que possui implementações genéricas e faz com que o usuário apenas entregue as previsões do modelo numérico no formato padrão do JEDI.
Pedro Dias intervém e cita a importância do operador observação. Comenta que o assunto parece simples enquanto que na realidade, não é. Argumenta que é necessário entender muito bem do modelo para transformar as previsões em radiâncias, que é o que o satélite mede. Acrescenta que isso faz com que seja necessária uma equipe que entenda muito bem do modelo e do processo de assimilação de dados. Menciona que esse é um fator que atrasou a implementação do sistema de assimilação de dados no Brasil e o que faltou foi a interação entre estas duas equipes (modelagem numérica e assimilação de dados). Conclui que isso deve servir como exemplo para o desenvolvimento do MCSTU.
Haroldo Fraga menciona os erros cometidos no passado, cita que a assimilação de dados é o processo que une tudo e a todos no processo de modelagem. Para a assimilação, são necessários os dados de observações. Às vezes têm-se os dados, mas muitas vezes não se sabe sobre a qualidade deles e então eles deixar de ser assimilados. Comenta que isso precisa ser feito de forma automática e que esse é um ponto a ser avaliado. Essa é uma questão fundamental e que nunca foi equacionada. Ronald Buss, pelo chat, concorda com o Haroldo Fraga e comenta que esse é um dos grandes problemas para os dados oceanográficos.
João Gerd concorda que esses pontos são importantes, que o processo de controle de qualidade dos dados de observações é automatizado porque alguém o programou. Complementa dizendo que os dados de satélites são os mais abundantes e que é necessário alguém dessa área (especialista em dados de satélites) para trabalhar com isso. Comenta sobre os operadores de observações que já estão implementados no JEDI e que o JEDI está sendo desenvolvido por uma agência de dados de satélites, o JCSDA, e que o interesse deles é que os dados sejam utilizados na modelagem numérica.
Pedro Dias pergunta se os dados que não estão no Global Telecommunication System (GTS) podem também ser assimilados pelo JEDI.
João Gerd comenta sobre o Interface for Observation Data Access (IODA) e as suas interfaces genéricas, que podem ser utilizadas para a inclusão de outros tipos de dados e sobre a implementação dos procedimentos de controle de qualidade.
Haroldo Fraga questiona se alguém já domina esse sistema, argumenta que é necessário conhecer o sistema para se desenvolver a capacidade de assimilar os dados de observações sobre o Brasil e que não estão disponíveis através do GTS.
João Gerd comenta que o JCSDA tem oferecido cursos e treinamentos sobre o JEDI (JEDI Academy), onde todas as componentes do JEDI são explicadas e treinadas. Cita que os treinamentos são independente do modelo, ressalta a metodologia de desenvolvimento aberto do sistema e que oferecem suporte para os desenvolvimentos necessários. Conclui que estas abordagens de desenvolvimento do JEDI são importantes para eles, pois os usuários contribuem também com os desenvolvimentos dos códigos.
Haroldo Fraga pergunta se há alguém que está destacado para preparar os dados para entrar no processo de assimilação de dados, cita que é necessário haver pessoas especializadas nesse assunto para dar a devida atenção. Saulo Freitas concorda com o ponto levantado pelo Haroldo Fraga. Carlos Bastarz, pelo chat, adiciona um link e comenta que devemos nos informar sobre como os sistema funciona e que o JCSDA/JEDI podem nos orientar sobre questões específicas.
João Gerd argumenta sobre a necessidade de haver especialistas em dados de observações e cita o histórico dessa questão na assimilação de dados do CPTEC e o maior enfoque dado no aspecto da modelagem numérica do centro, em contraponto às necessidades quanto ao tratamento das observações de satélites para uso na assimilação de dados.
Pedro Dias intervém e cita que na história do CPTEC, houve um grupo de análise de dados que contribuía com a construção dos sistemas de controle de qualidade. Com o tempo, esta função evoluiu para outras atividades e o objetivo inicial ficou em segundo plano. Acrescenta que o pessoal da modelagem ficou mais preocupado com os modelos em si e não com as interfaces entre modelo e sistema de assimilação de dados, que é tão importante quanto o modelo.
João Gerd comenta sobre o processo de controle de qualidade das observações e cita o processo de buddy ckeck, em alusão ao comentário do Pedro Dias sobre a necessidade de se aprimorar esses processos. Carlos Bastarz, pelo chat, indica um artigo em que há uma discussão sobre o aprimoramento dos processos de controle de qualidade das observações.
Antônio Manzi intervém e comenta sobre o necessidade do controle de qualidade dos dados de satélites para uso na assimilação de dados. Sugere a criação de um grupo intermediário de dados na Divisão de Satélites e Sensores Meteorológicos (DISSM)2, de forma que as suas atividades atuais também possam continuar, no desenvolvimento de novos produtos a partir de novos satélites. Outro aspecto ressaltado pelo Antônio Manzi, é sobre a atuação de um grupo de previsão que possa acompanhar as previsões numéricas para auxiliar no desenvolvimento do modelo. Para ambas as proposições, Antônio Manzi ressalta a necessidade de haver discussões.
João Gerd cita que a utilização de observações sintéticas é uma importante ferramenta para a quantificação do impacto dos sistemas de observações na qualidade das análises. Acrescenta que a DISSM é o maior grupo de especialistas em satélites e que é necessário aproveitar o conhecimento desse grupo para as atividades relacionadas com os dados de satélites na assimilação de dados.
Haroldo Fraga intervém e argumenta que é necessário apresentar a demanda por essa atividade, no sentido de solicitar os dados que o grupo de satélites possui e realizar os testes necessários para a sua assimilação. Comenta que, embora essa iniciativa seja necessária, ela necessita de uma coordenação para que seja efetiva no âmbito operacional. Pedro Dias comenta sobre a oportunidade da modelagem numérica contribuir também com as atividades de desenvolvimento de produtos de satélites. Cita que a modelagem pode indicar quais são as demandas em termos de produtos de sensoriamento remoto que podem auxiliar na modelagem numérica. Argumenta que a assimilação de dados é tão importante quanto a modelagem numérica e que é fundamental desenvolver produtos de satélites que tragam informações úteis para a melhoria das previsões.
João Gerd comenta sobre outras componentes do JEDI, como o Interface for Observational Data (IODA), OOPS e Unified Forward Operator (UFO). Fala sobre a portabilidade do sistema, o qual pode ser executado em contêineres em sistemas como workstations, laptops, na nuvem e em ambientes de High Performance Computing (HPC).
Pedro Dias comenta que a apresentação do João Gerd foi fundamental para o entendimento da complexidade e a importância da assimilação de dados. Acrescenta que este tema está dentro do espírito do grupo que é a ideia de usar as ferramentas que estão disponíveis, como o JEDI.
Saulo Freitas reforça o seu compromisso em trabalhar junto ao grupo de assimilação de dados e que sem as condições iniciais adequadas, não será possível alcançar os objetivos do MCSTU.
Outros Assuntos
Haroldo Fraga comenta que há uma versão do modelo BRAMS está disponível na forma de contêiner.
Ronald Buss reporta sobre as atividades do subcomitê de oceanos e criosfera. Comenta que, de acordo com as discussões do grupo, há o consenso de que a prioridade deve ser resolução da escala do tempo meteorológico. Sob a perspectiva do clima, para um modelo do sistema terrestre isso será mais lento. Do ponto de vista oceanográfico, a assimilação de dados não se revolve apenas com os dados de satélites. A rede Rede de Modelagem e Observação Oceanográfica (REMO) é um exemplo disso, pela forma como trata as observações. Cita os exemplos de aplicações dos modelos HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM) e Regional Ocean Modeling System (ROMS) para estudos acoplados de oceano-atmosfera na escala de tempo, que não são os mesmos aplicados para estudos de processos oceânicos na escala climática, a exemplo da aplicação do Modular Ocean Model 6 (MOM6) no contexto do desenvolvimento do modelo Brazilian Earth System Model (BESM). Comenta que estas duas escalas devem ser priorizadas e que a aplicação destes modelos deve ainda ser discutida dentro do subcomitê. Acrescenta que há poucos grupos que têm trabalhado com modelos oceânicos regionais, mas que os membros do subcomitê têm interagido com eles. Além disso, há outros grupos que têm trabalhado com o acoplamento entre os processos de oceano, atmosfera e gelo marinho e estes processos são mais importantes para a representação de fenômenos de escala climática sazonal, os quais exercem influência sobre o clima do Brasil. Complementa dizendo que na assimilação de dados, é importante identificar os processos que devem ser dominados de forma os dados pertinentes sejam assimilados.
Saulo Freitas agradece o relatório apresentado por Ronald Buss e comenta que cada subcomitê deve delimitar bem as suas demandas, pois é necessário trazer recursos para o MCSTU. Todas as informações fornecidas, devem ser consideradas para aproveitar as oportunidades para a prospecção dos recursos. Convida Ronald Buss para detalhar o seu relatório na próxima reunião do CC.
Ronald Buss comenta que a Secretaria da Comissão Interministerial para Recursos do Mar (SECIRM) da Marinha do Brasil (MB), divulgou um convênio junto à Coordenadoria de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior (CAPES) para projetos na área de ciências do mar (para até 10 projetos financiados em até R$ 1 milhão cada). Comenta que é uma oportunidade para a realização de uma ação direta para que parte destes recursos possam ser utilizados em projetos de modelagem acoplada oceano-atmosfera, o que pode ser do interesse da SECIRM por ser coordenada pela MB.
Saulo Freitas agradece a presença de todos e encerra a reunião.
Ações Para a Próxima Reunião
- Discussão com a Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP);
- Reuniões internas com a Pós-Graduação em Meteorologia (PGMET) e DIMNT do INPE sobre o papel destas instâncias no desenvolvimento do MCSTU;
- Reunião do subcomitê da atmosfera;
- Reunião do subcomitê dos oceanos/criosfera;
- Demandas da Marinha do Brasil (MB) e do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) para o MCSTU (quais são os requisitos que o MCSTU deve ter):
- INMET: Francisco Quixaba;
- Marinha do Brasil: Flávia Rodrigues.