GOAMet: SISTEMA DE ALERTA METEOROLÓGICO USANDO PROGRAMAS LIVRES
Marcio Malacarne1,2, Júlio Xavier Valle1, Mário Nascimento de Prá1, Nikolai Bossan Santos
Neves1, Polyanna Bruna A. Oliveira1, Conrado Adverci1
1
UFES-CCE, Brasil, Vitória – [email protected]
RESUMO: neste trabalho apresentamos um conjunto de programas livres traduzidos, adaptados
ou criados para auxiliar um observatório astronômico remoto a gerar alertas usando uma estação
meteorológica. Paralelamente, o GOAMet utiliza os parâmetros desta estação como, a
intensidade de chuva, da ventania e sua direção para gerar os alarmes que podem ser usados
pela Defesa Civil ou outros órgãos, pessoas ou mídias para difundir estes alertas e evitar
catástrofes naturais.
INTRODUÇÃO
O clima e as condições meteorológicas sempre representaram um papel crucial nas atividades
humanas ao longo dos séculos. Estão diretamente ligados à melhores épocas para plantar, para
viajar ou realizar alguma atividade específica estão presentes há milhares de anos.
Atualmente os dados meteorológicos são utilizados em diversas áreas: desde as cidades (em
aeroportos, alertas sobre enchentes, queda de barreiras ou ventanias), no campo (na irrigação da
plantação, previsões de seca ou colheita), no lazer (previsão do tempo na praia, no campo), etc.
(Piqueiras, 2009)
No campo ou nas cidades os observatórios astronômicos podem estar presentes e ser uma
ferramenta transdisciplinar, única ou auxiliar, para evitar catástrofes naturais. Devido as
observações astronômicas no espectro visível só ocorrerem em condições meteorológicas
específicas, devemos estar de “olho no tempo”. Para um observatório astronômico remoto
(operado pela internet), necessitamos de dados meteorológicos em tempo real.
Para tanto apresentamos um conjunto de programas livres traduzidos, adaptados ou criados para
auxiliar um observatório astronômico remoto a evitar danos aos equipamentos e na decisão de,
durante o dia ou de noite, abrir ou não sua cúpula, apontando seus equipamentos para o céu,
com auxílio de uma mini-estação meteorológica.
Paralelamente, desenvolvemos uma página específica de meteorologia onde o visitante ou
pessoas específicas, podem ver, fazer suas previsões de lazer ou receber alertas de chuvas e
ventanias, o GOAMet (Fig. 1).
OBJETIVOS
1. Publicar os dados de uma estação meteorológica em redes de informação meteorológica
para que sejam acessíveis a um maior número de usuários finais;
2. Melhorar a gestão de alarmes do Observatório Astronômico Remoto;
3. Expandir os alarmes via SMS (celulares) e email da Defesa Civil, governos, mídias ou
mesmo pessoas.
METODOLOGIA
O Sistema de Alerta Meteorológico do Goiapaba-açu Observatório Astronômico (GOAMet) é
uma extensão do sistema de alerta do Observatório GOA, do departamento de Física da
Universidade Federal do Espírito Santo (UFES). Ele é um exemplo da aplicação da
transdicisplinaridade em Universidades ou Centros de Pesquisas, pois já nasceu usando o
conceito de indissociabilidade entre Ensino, Pesquisa e Extensão.
Pensando nisso, por que não aproveitar este potencial de um observatório astronômico remoto e
aplicá-lo em outras áreas? Uma vez que governos tem investido em tecnologias para prevenir
enchentes (Revista Veja, 2011), podemos expandir nosso sistema para outras áreas. Com um
conjunto de equipamentos e programas livres podemos economizar um valor ainda não
estimado. Além desses benefícios diretos, podemos vislumbrar novas parcerias.
Um sistema como o que propomos necessita apenas de dois computadores, além da própria
estação meteorológica, acesso a internet (o que é possível para a grande maioria das prefeituras)
(JC e-mail, 2011). Veja na seção Metodologia a Lista de Equipamentos e Programas Livres
abaixo.
Lista de equipamentos
1. Mini-Estação Meteorológica (usamos a Davis, modelo Vantage Pro2, mas outros
modelos funcionam bem. Ver lista no manual do Wview);
2. Dois computadores com processador > 1Ghz, memória RAM > 1 MB, HD > 80 GB,
Placa de Captura de Vídeo CFTV.
3. Nobreck > 2KVA com saída para carregamento de bateria externa;
4. uma bateria de carro 90A;
5. Acesso a Internet rápida (> 10Mbps);
6. Câmera-de-todo-céu ou WebCam (opcional).
Todos os programas abaixo podem ser encontrados com uma simples busca na internet,
embutidos em CD/DVDs de distribuições GNU/Linux e com os autores deste trabalho.
Lista de programas livres
1. Sistema Operacional GNU/Linux (usamos Debian);
2. Servidor de internet Apache com MySql e PHP (ou acesso via SSH ou FTP a uma
servidor de internet. Neste caso, ainda será necessário um servidor montado localmente
com os programas livres acima);
3. Wview (usa outro banco de dados o SQLite3) (traduzido par ao português e adaptado
por nossa equipe);
4. GOAMet, Shell Script gerador dos Alarmes (criado por nossa equipe);
5. Gmtec, Shell Script gerador de animações de satélites (criado por nossa equipe);
6. Convert e jpegtran, programas utilizados pelo gmtec para gerar animações de imagens;
7. Zoneminder, Sistema de Vigilância pela internet (opcional);
8. Ferramentas diversas para criar e editar páginas HTML e PHP (pode ser um editor de
texto);
Abaixo descreveremos sobre os Wview, GOAMet e Gmtec.
Além dos itens acima será necessário um técnico experiente em administração de sistema
GNU/Linux. Após aquisição de equipamentos e programas livres acima, instalamo-os e
configuramo-os.
Wview|: (sigla em inglês para Weather View). É um conjunto de programas livres Linux/Unix
criados em linguagens PHP, XML, Perl, Python, etc, que suporta diversas estações
meteorológicas, lê seus dados, gera arquivos gráficos e html publicáveis na internet e grava em
banco de dados SQLite3. Suas templates são configuráveis possibilitando uma infinidade de
aplicações.
O programa Wview é quem faz a interface de ligação com a estação meteorológica e gera os
parâmetros a serem avaliados pelo GOAMet.
GOAMet: são as funcionalidade do Wview que o GOAMet utiliza para obter os parâmetros dos
alarmes como, a intensidade de chuva, da ventania e sua direção, podendo ser configurado
outros parâmetros. GOAMet pode ser traduzido como um programa Script Shell. É este script o
responsável por avaliar os dados meteorológicos, classificá-los e, de acordo com um intervalo
de tempo e intensidade do vento, da chuva (Tabela 1) e da umidade pré-configurados, gerar os
alarmes.
Tabela 1: tipos de chuvas.
Por exemplo, uma chuva > 50 mm/h pode ocasionar desastres em determinado solo, enquanto
noutro não. Isso vai depender do mapeamento já feito pelas prefeituras ou outros órgãos.
Os dados são atualizados no portal de minuto em minuto. Para evitar sobrecarga na velocidade
de transmissão da internet, os dados do usuário final são atualizados em intervalos de 2,5
minutos. Contudo, a qualquer momento o usuário pode recarregar a página.
Para melhorar a previsão local, uma animação (Campo “A” na Fig. 1a) é criado pelo script shell
gmtec. Este script, também criado por nosso equipe, foi necessário para suprir deficiências nos
scripts javas encontrados na Internet: demora para atualizar as imagens de satélite e
intermitência entre as imagens. Além de ser livre.
As imagens de satélites são atualizadas no servidor do CPTEC/INPE em intervalos de 15
minutos, podendo haver algum atraso. Usamos um intervalo menor e configurável pelo
gerenciador de tarefas CRON, verificando por novas imagens. Caso exista alguma imagem mais
atual, uma animação mais atual é gerada automaticamente.
Como comparação podemos usar as animações de satélites geradas pelo órgão meteorológico do
estado do Espírito Santo, Incaper (Incaper, 2011). Observamos um tempo maior que 1h00min
nas imagens de satélite entre os dois scripts.
Zoneminder: Zoneminder é um Sistema Livre de Vigilância Digital. Sua utilização, em nosso
caso, é feita com uma câmera-de-todo-céu (KPC-350BH) para visualização de todo o céu em
tempo real (Campo “B” na Fig. 1a). É um projeto a parte de busca de meteoros reutilizado para
incrementar o portal do tempo do GOAMet.
Portal GOAMet: É o portal que esta sendo testado os alertas. Nele apresentamos todos os
produtos gerados pelos programas Wview, gmtec e goamet. É um portal ainda em teste, mas já
funcional. Pode ser acessado em http://tempo.ufes.br:40000/tempo/index.teste.htm (Fig. 1a)
A partir dele acessamos a página completa da Estação Meteorológica do GOA. Atualmente pode
ser acessada também desde a página principal do GOA (www.cce.ufes.br/goa) ou diretamente
em http://tempo.ufes.br:40000/tempo. (Fig. 1b).
CONCLUSÕES E RESULTADOS PARCIAIS
Os primeiros resultados podem ser traduzidos como um novo portal do tempo no ES, com o
diferencial de visualização em tempo real de todo o céu (desde a terra) e um Shell script gerador
de animações desde o espaço em tempo mais rápido que outros portais (Exceto o
CPTEC/INPE); tradução para o português do gerenciador de estação meteorológica Wview;
Adaptação do programa Zoneminder para observação do tempo e da Astronomia. Os programas
estão em teste e novos resultados podem vir em breve.
AGRADECIMENTOS
Ao CNPq, pelo financiamento, a UFES e todas e todos voluntárias e voluntários que
contribuíram e contribuem para a criação do Goiapaba-açu Observatório Astronômico.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Incaper, Instituto Capixaba de Pesquisa, Assistência Técnica e Extensão Rural, Meteorologia e
Recursos
Hidrícos,
2011:
http://hidrometeorologia.incaper.es.gov.br/
acessado
em
05/09/2011.
JC e-mail, 2011: de 18 de Março de 2011, acessado em 05/09/2011.
Piqueiras, Bruno, 2009: Ciclope Weather, Monitorización de datos meteorológicos y gestión de
alertas para un observatorio astronómico, Trabajo fin de carrera, Facultad de Informatica,
Universidad Politecnica de Madrid.
Revista Veja, 2011: acessível em
http://veja.abril.com.br/noticia/brasil/tecnologia-melhorou-a-resposta-da-cidade-a-enchente
27/04/2011.
(a)
(b)
Figura 1 - Portal em teste do GOAMet. Acessivel em
http://tempo.ufes.br:40000/tempo/index.teste.htm (a) e página da estação meteorológica do
GOA, gerada pelo Wview. Acessível em www.cce.ufes.br/goa (b)