Métodos numéricos para uma nova geração de modelos de previsão de tempo e clima

Resumo

Métodos numéricos para a dinâmica de fluidos geofísicos são uma parte central de modelos climáticos e de previsão do tempo, e estão atualmente passando por mudanças radicais para se tornarem adequados à nova geração de supercomputadores que demandam processamento massivamente paralelo. Esse projeto trata da investigação de métodos numéricos, considerando discretizações temporais e espaciais, visando a resolução adequada das equações dos núcleos dinâmicos da atmosfera e do oceano. O principal objetivo é garantir uma representação adequada de características relevantes dos fluidos, com foco particular no desenvolvimento de métodos que podem ser competitivos em computadores modernos. As investigações seguirão diferentes direções, interconectadas. O estudo de métodos numéricos para malhas esféricas quase-uniformes visa evitar problemas de escalabilidade encontrados em modelos tradicionais. Conjuntamente, discretizações verticais serão investigadas visando uma representação adequada do fluxo em regiões de grandes variações de topografia (e.g. Andes) e soluções eficientes para a representação de dinâmica vertical não-hidrostática. Ainda, a exploração da dimensão temporal como fonte adicional de paralelismo será investigada, com métodos que mudam a forma de pensar de modelos tradicionais. O projeto será desenvolvido com parceiros nacionais e internacionais, contando com especialistas em modelagem de fluidos geofísicos. Esperamos que o projeto contribua diretamente com o desenvolvimento de métodos numéricos nessa emergente nova geração de núcleos dinâmicos globais. Adicionalmente, visamos contribuir na solução de desafios locais (brasileiros) de clima e previsão do tempo, particularmente tratando de problemas que podem ser resolvidos com técnicas numéricas mais adequadas. (AU)