Pipeline automatizado para geração e análise de grafos de ciclones tropicais a partir do ERA5.

Abstract

Estima-se que houve mais de 300 mil vítimas fatais com a passagem do ciclone Bhola em Bangladesh e na Índia em 1970, sendo considerado o mais devastador da história. O ciclone Katrina, ocorrido nos Estados Unidos em 2005, gerou um prejuízo na casa de centenas de bilhões de dólares. A frequência da ocorrência dos ciclones e sua magnitude acendem um alerta às autoridades, que buscam formas de mitigar e antecipar tais eventos. Esta monografia apresenta a construção e aplicação de um pipeline para geração e análise de redes climáticas a partir de dados de pressão média ao nível do mar (MSLP) da reanálise ERA5, produzida pelo Centro Europeu de Previsões Meteorológicas a Médio Prazo (ECMWF). A metodologia integra a aquisição automatizada dos dados, o cálculo de anomalias, a aplicação de máscara terra-mar e a construção de matrizes de correlação utilizando o coeficiente tau de Kendall, a partir das quais são geradas redes funcionais que representam interdependências atmosféricas entre pontos da grade espacial. Sobre essas redes, são calculadas métricas topológicas como grau do nó, distância geográfica média e coeficiente de agrupamento, posteriormente submetidas à correção de efeitos de borda com base em redes aleatórias espacialmente embutidas. O pipeline permite a geração automatizada de redes e mapas das métricas para diferentes ciclones e regiões oceânicas, garantindo consistência metodológica e reprodutibilidade das análises. Como estudo de caso, foi realizada uma análise detalhada do ciclone Gaja, além da aplicação do método a outros eventos, evidenciando padrões recorrentes caracterizados por redução do grau e da distância geográfica média e aumento do coeficiente de agrupamento ao longo das trajetórias dos sistemas. Os resultados obtidos são consistentes com a literatura e demonstram o potencial do uso de redes complexas como ferramenta para a análise sistemática de ciclones tropicais e da organização espacial das interações atmosféricas associadas a eventos extremos.