O que é a probabilidade de chuva?

É comum escutar nas previsões de tempo coisas do tipo “amanhã existe uma chance de 50% de chover”. Mas a chuva não é um evento binário? Ou chove ou não chove e pronto. Quer dizer que existe uma chance em duas de eu me molhar?

Informalmente, a probabilidade é considerada nesse caso como sendo a chance de chover. Uma possível interpretação para o termo probabilidade é a razão entre o número de eventos e o número de casos possíveis. No entanto, o conceito de probabilidade de precipitação vai um pouco além disso.

Certas vezes, a probabilidade é expressa numericamente, mas em outras recebe expressões que substituem e explicam intervalos desses valores:

Basicamente, a chance de chuva (probabilidade de precipitação) é uma probabilidade estatística de que ocorra uma precipitação considerável (geralmente acima de 0.1 mm) em uma dada área para um certo período de tempo especificado. De acordo com o “National Weather Service” (o Serviço Nacional de Meteorologia dos Estados Unidos, que faz parte da NOAA – National Oceanic and Atmospheric Administration), a Probabilidade de Precipitação é definida pelo produto entre duas porcentagens:

• a confiança de que a precipitação irá ocorrer em algum lugar na área de previsão (formando-se lá ou sendo transportada para o local)
• a porcentagem da área que vai receber precipitação mensurável, se ela ocorrer

Ou seja, caso existisse 100% de certeza de que vai chover, ainda deve-se multiplicar pela porcentagem da área da região que receberá essa chuva. Nesse caso, com a probabilidade de precipitação de 40% para a cidade de São Paulo, temos certeza de que vai chover na cidade, mas não em TODA a cidade, somente em 40% dela.

Devido ao comportamento caótico da atmosfera, é impossível realizar uma previsão com 100% de certeza, então a probabilidade de precipitação sempre é uma combinação da área que receberá a eventual chuva e do grau de confiança dessa informação (de que vai ter chuva ou não). Por exemplo, se o meteorologista tem apenas 50% de certeza que a precipitação irá ocorrer, e espera que, se ela ocorrer, irá produzir chuva mensurável ao longo de cerca de 80% da área, a chance de chuva é de 40% (0,5 x 0,8 = 0,4).

Nesse caso, a interpretação correta é: existe uma chance de 40% de que a chuva aconteça em algum ponto dessa área. Note a importância da previsão vir ao lado de um mapa, para mostra qual será essa área, ou de uma descrição do tipo “nas regiões norte e leste da cidade”. Então, pode não chover em cima da sua cabeça, mas na cabeça de alguém do outro lado da cidade.

Além disso, o valor de precipitação previsto só faz sentido se estiver acompanho de um intervalo de tempo. Por exemplo, um acumulado de 20 mm de chuva em 6 horas é bem diferente do que se esse valor acontecer em 1 hora – nesse caso, é comum falar em taxa de precipitação. Lembrando que cada mm (milímetro) de chuva corresponde a 1 litro d’água por metro quadrado. Esse valor é o resultado de um modelo numérico, portanto possui uma “margem de erro” (para mais ou para menos), ou seja, não quer dizer que vai chover EXATAMENTE o valor previsto (mesmo porque não é definido um ponto único para realizar essa medida e conferir a previsão) mas dá uma ideia da INTENSIDADE dessa chuva prevista.

Pensando agora na expectativa da chuva acontecendo em um ponto, geralmente essa probabilidade é estimada com base na saída de um ou mais modelos de previsão numérica do tempo e da experiência de um ou mais meteorologistas. Esse modelo é o resultado de vários cálculos realizados para cada um dos pontos do globo (ou de uma região), espaçados por 1º de distância – pode ser um valor menor ou também realizado um “regrid”, na qual os valores de pontos intermediários são interpolados. Quanto aos cálculos, eles são feitos a partir de valores atuais e históricos das condições atmosféricas aplicados a equações que descrevem os movimentos e as trocas de calor das massas de ar na atmosfera.

Cada instituição que realiza uma previsão de tempo pode desenvolver seu índice de probabilidade de chuva de formas um pouco diferentes, principalmente na definição do grau de confiança da previsão em si. Por exemplo, a “Environment Canada” define a chance de precipitação como “chance de que a precipitação mensurável (0,2 mm de chuva ou 0,2 cm de neve) vai cair em qualquer ponto aleatório da região prevista durante o período de previsão” – os valores são arredondados para incrementos de 10%, mas nunca são arredondados para 50%.

“The Weather Channel” admite abertamente que aumenta artificialmente a probabilidade de chuva quando seu valor é baixo. O canal explica que realiza esse enviesamento (chamado de “wet bias”) porque, caso realmente chova apesar de ser pouco provável, as pessoas ficam mais aborrecidas do que se existir uma previsão de chuva mas ela não se concretize.

Note que a informação objetiva pode ser percebida pelas pessoas de modos diferentes. Outro exemplo: imagine que seja noticiada uma chance de 30% de chuva para o próximo feriado. Essa quantidade pode levar alguns turistas a cancelar suas reservas de hotéis enquanto ainda podem. Mas se a notícia fosse dada como “existe 70% de chance de sol e calor”, seria mais provável não haver cancelamentos.

Isso ajudar a responder à pergunta “Sempre chove no dia de Finados?” Na verdade, a pergunta deveria ter também “onde” e “em qual horário/durante quanto tempo”. Sem esses elementos, a resposta fica “sim, em algum lugar do planeta estará chovendo em algum horário no dia 2 de novembro”.

Atualização: em alguns lugares, a probabilidade de precipitação é simplesmente o resultado dos cálculos de um modelo numérico (chance de precipitação de ocorrer em algum ponto) e da experiência do grupo de meteorologistas revisores (confiança no resultado do modelo). Como são duas probabilidades, são multiplicadas entre si (regra do “e”) para resultar no número apresentado na previsão do tempo. De tempos em tempos, a previsão é atualizada, com base nos acertos das previsões realizadas até então e dos resultado observado.

Fontes

• AMS – Through the Eyes of the Experts: Meteorologists’ Perceptions of the Probability of Precipitation
• Gizmodo – What It Really Means When There’s A 50 Percent Chance Of Rain
• Forbes – Do You (Or Your Meteorologist) Understand What 40% Chance of Rain Means?
• Environment and Climate Change Canada
• NWS – Is It Going to Rain Today? Understanding The Weather Forecast e Explaining “Probability of Precipitation”

Posts relacionados:

Calibração de instrumentos e validação de dados Instrumentos meteorológicos de baixo custo Gradiente vertical térmico Modelo hidrológico SMAP