br-dwgd

Brazilian Daily Weather Gridded Data new version

https://github.com/alexandrecandidoxavier/br-dwgd

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Brazilian Daily Weather Gridded Data new version

Basic Info
  • Host: GitHub
  • Owner: AlexandreCandidoXavier
  • Language: Jupyter Notebook
  • Default Branch: main
  • Size: 45.7 MB
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Brazilian Daily Weather Gridded Data (BR-DWGD)

Estes códigos pretendem demonstrar algumas possibilidades de utilização da grade BR-DWGD por meio da linguagem Python. Encontrando erros, por favor entrar em contato (alexandre.xavier@ufes.br).

NOTA: Para rodar os códigos abaixo, serão necessários ±6GB de memória RAM livre.

Informações sobre atualizações da BR-DWGB

https://sites.google.com/site/alexandrecandidoxavierufes/brazilian-daily-weather-gridded-data?authuser=0

Download da grade (BR-DWGD)

Aqui

No Google Earth Engine

Não há necessidade de baixar os dados. A grade foi atualizada em março de 2025. Informações sobre o asset aqui). Simples exemplos de uso em JavaScript aqui e em Python aqui

Citação dos dados

Caso venha a utilizar os dados, solicitamos que seja devidamente citado como:

Xavier, A. C., Scanlon, B. R., King, C. W., & Alves, A. I. (2022). New improved Brazilian daily weather gridded data (1961–2020). International Journal of Climatology, 42(16), 8390– 8404. https://doi.org/10.1002/joc.7731

Instalação das bibliotecas

Instale o ambiente de gerenciamento miniconda. Depois de instalado o miniconda, no console, seguir a sequencia de comandos:

$ conda create --name br-dwgd

$ conda activate br-dwgd

$ conda install -c conda-forge xarray dask netCDF4 bottleneck

$ pip install matplotlib scipy seaborn regionmask joblib rioxarray jupyterlab hvplot cartopy geoviews geopandas geemap pycrs

$ jupyter-lab

Ou com o arquivo requirements.txt:

$ python3 -m venv br-dwgd

$ source br-dwgd/bin/activate

$ pip install -r requirements.txt

$ jupyter-lab

Será aberto no seu navegador uma aba com o Jupyterlab. Lá, por exemplo, é só importar, por exemplo, o arquivo apresentacaoUFRNUFSM.ipynb

Exportando dados para arquivos csv

Para exportar em csv:

  1. todas as variáveis de pontos geográficos específicos, na escala de tempo:
    1. diária export2cvsdailypoints.py
    2. mensal export2cvsmonthlypoints.py
  2. todas as variáveis, de todas as células, em uma região com limite geográfico conhecido, na escala de tempo:
    1. diária export2csvdailyregion.py
    2. mensal export2csvmonthlyregion.py

Para exportar dados, em nível municipal, nos formatos geojson, shp ou gpkg

IMPORTANTE: este código foi corrigido em 08/11/2023. O anterior estava com problema.

No exemplo do código extraindodadosnivel_municipal.py, é extraida a precipitação acumulada mensal de todos os municípios do Brasil (jan/1961-dec/2022), e estes dados, exportados para um arquivo no formato geojson.

Para modificar:

  1. a variável que vai ser utilizada, modificar linha 48;
  2. a escala de tempo, modificar linha 51;
  3. o nome/formato do arquivo a ser exportado (shapefile, geojson ou gpkg), modificar linha 55 e;
  4. se a variável a ser exportada vai ser a acumulada ou a média do período, modificar linha 87.

Resultado gráfico do código, apenas para exemplificar o procedimento: (i) a precipitação acumulada para jan/1961; (ii) a precipitação acumulada extrapolada para jan/1961 e; (iii) precipitação acumulada para jan/1961 em nível municipal.

Jupyter lab

Para exemplos em Jupyter lab, ver exemplo apresentacaoUFRNUFSM.ipynb

Resultados gráficos dos scripts do diretório exemplos

exemplo1.py Plotando dados e controles

exemplo2.py Para uma posição geográfica, exportando dados diários de Tmax no formato "csv" e plotando sua série histórica assim como média mensal. Período 01/01/1961-31/12/1989.

exemplo3.py Normais RH, período 1990-01-01 a 2019-12-31.

exemplo4.py Mensais ETo, período 1961-01-01 a 1989-12-31.

exemplo5.py Plotando e exportando em "csv" normais mensais de Tmax para algumas localidades. Normais 01/01/1990 a 31/12/2019.

exemplo6.py Plotando controles para duas posições

exemplo7.py Cálculo da diferenca sazonal entre a precipitacao e a ET0 para o Brasil utilizando os dados gradeados (1980/01/01-2009/12/31)

exemplo8.py Abrindo e plotando a normal da temperatura media do mês janeiro, período 1961/01/01-1989/12/31.

exemplo9.py Comportamento da temperatura média anual para as diferentes regiões, período 1961-2019.

Estatísticas:

|Região |Δ (℃/ano)|R | pvalue |stderr | |------------|------------|------------|----------|------------| |Sul |0.019 |0.660 | 1.66e-08 |0.003 | |Sudeste |0.023 |0.779 | 3.73e-13 |0.002 | |Nordeste |0.029 |0.855 | 7.07e-18 |0.002 | |Centro-Oeste|0.026 |0.843 | 5.26e-17 |0.002 | |Norte |0.028 |0.877 | 7.54e-20 |0.002 |

Owner

  • Name: Alexandre Cândido Xavier
  • Login: AlexandreCandidoXavier
  • Kind: user
  • Location: Alegre, Espirito Santo, Brazil
  • Company: Federal University of Espirito Santo

Professor da UFES, campus de Alegre. Leciona disciplina de Geomática.

Citation (CITATION.bib)

@article{https://doi.org/10.1002/joc.7731,
author = {Xavier, Alexandre C. and Scanlon, Bridget R. and King, Carey W. and Alves, Aline I.},
title = {New improved Brazilian daily weather gridded data (1961–2020)},
journal = {International Journal of Climatology},
volume = {42},
number = {16},
pages = {8390-8404},
keywords = {gridded data, interpolation, meteorological data, meteorological variables, precipitation, temperature},
doi = {https://doi.org/10.1002/joc.7731},
url = {https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/joc.7731},
eprint = {https://rmets.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1002/joc.7731},
abstract = {Abstract The demand for meteorological gridded datasets has increased within the last few years to inform studies such those in climate, weather, and agriculture. These studies require those data to be readily usable in standard formats with continuous spatial and temporal coverage. Since 2016, Brazil has a daily gridded meteorological data set with spatial resolution of 0.25° × 0.25° from January 1, 1980 to December 31, 2013 which was well received by the community. The main objective of this work is to improve the Brazilian meteorological data set. We do this by increasing the resolution of the minimum and maximum temperature (Tmax and Tmin) gridded interpolations from 0.25° × 0.25° to 0.1° × 0.1° by incorporating data on topographic relief, and increasing the time period covered (January 1, 1961–July 31, 2020). Besides Tmax and Tmin, we also gridded precipitation (pr), solar radiation (Rs), wind speed (u2), and relative humidity (RH) using observed data from 11,473 rain gauges and 1,252 weather stations. By means of ranked cross-validation statistics, we selected the best interpolation among inverse distance weighting and angular distance weighting methods. We determined that interpolations for Tmax and Tmin are improved by using the elevation of a query point, that accounts for topographic relief, and a temperature lapse rate. Even though this new version has ≈25 years more data relative to the previous one, statistics from cross-validation were similar. To allow researchers to assess the performance of the interpolation relative to station data in the area, we provide two types of gridded controls.},
year = {2022}
}

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