Reliability evaluation of wind regime estimates provided by the brams model for Alagoas state (Brazilian Northeastern Region): influence of nesting and horizontal resolution grids

Abstract

Observational data obtained at two wind towers located at the Alagoas State (Northeast of Brazil -NEB) were used to evaluate the influence of horizontal grid setup on the reliability of wind estimates provided by the numerical weather prediction model BRAMS. Statistical analysis were performed to evaluate the model skill in reproducing the temporal evolution, frequency distribution and the mean daily cycle of the wind observations in both locations. The study was performed for the two typical climate seasons: the rainy (May/2008) and the dry one (November/2008). The results demonstrated that the deviations of wind estimates gets lower if the horizontal grid resolution is increased from 8 km to 2 km. No results improvement occurred when using horizontal grid resolution higher than 2 km. The confiability on wind speed estimates were higher at Girau do Ponciano (GRP), located in the continental area where the sea breeze is less important to the atmospheric dynamic. The results demonstrate that wind data observations play an important role in defining the best configuration and parameterization model to better estimates the availability of wind energy on a specific region, particularly for NEB.Os resultados do estudo comparativo entre os dados observados em duas torres anemométricas instaladas no estado de Alagoas, com estimativas de vento produzidas em simulações numéricas realizadas com o modelo de mesoescala BRAMS, são apresentados e discutidos com o intuito de investigar a influência do refinamento da resolução horizontal e do aninhamento de grades na confiabilidade das estimativas de vento. As torres estavam instaladas em regiões de características distintas do ponto de vista ambiental e climatológico. Análises estatísticas foram realizadas para avaliar o desempenho do modelo no que se refere à capacidade de fornecer estimativas de vento que reproduzam a evolução temporal, o ciclo médio diário e a distribuição de frequência do vento observado nas duas localidades. O estudo foi realizado para as duas estações sazonais características da região: estação chuvosa (Maio/2008) e seca (Novembro/2008). Os resultados mostraram que houve um aumento na confiabilidade das estimativas da velocidade do vento quando a resolução horizontal passou de 8 km para 2 km. O ganho em confiabilidade foi mais significativo em Girau do Ponciano (GRP) localizada no interior do estado e que sofre menor influência do fenômeno de brisa marítima. O aumento da resolução horizontal para valores abaixo de 2 km não produziu redução importante dos desvios observados na estimativa da velocidade do vento pelo modelo na configuração adotada neste estudo. Os resultados demonstram a importância da aquisição de dados de campo para a investigação da confiabilidade, e ajuste das configurações e parametrizações inseridas em modelos numéricos, utilizados para estimar ou preReliability evaluation of wind regime estimates provided by the brams model for alagoas state (brazilian northeastern region): influence of nesting and horizontal resolution gridsver a disponibilidade de energia eólica em uma região específica.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais Centro de Ciência do Sistema TerrestreUniversidade Federal de São Paulo (UNIFESP) Instituto do MarInstituto de Aeronáutica e Espaço Departamento de Ciência e Tecnologia AeroespacialUniversidade Federal de Alagoas Departamento de MeteorologiaUNIFESP, Instituto do MarSciEL