SIHS | Painel Técnico e Auditoria Científica

PAINEL TÉCNICO DO SIHS

        Data: 20/09/2026 | DOY: 263 | Latência: 7d
    

ESTADO DO SOLO (IES) Normal / Úmido

1,10 Escore Z

Lâmina Armazenada (USE):75,00 mm

Capacidade Máxima (CAD):75,00 mm

Preenchimento da CAD:100,0%

Climatologia Móvel (μ):75,00 mm

Desvio Climatológico (σ):1,00 mm

Distância Limiar SASR:+1,60 σ

DEMANDA ATMOSFÉRICA (IIS) Demanda Elevada

1,25 σ/semana

Radiação Média (Rs 4d):3,6 MJ/m²

Anomalia Atual [ZRs(t)]:+0,25 σ

Anomalia Antecedente [t-7]:-1,00 σ

Aceleração Semanal (ΔZ):1,25 σ

Limiar Crítico de Perigo:+1,00 σ/sem

Distância ao Limiar:+0,25 σ

DINÂMICA & TROCAS (24h/7d) Razão: 1,00

+3,86 mm ΔUSE 7d

Precipitação 24h (P):13,50 mm

Demanda Teórica (ETp):1,35 mm/d

Evapotr. Real (ETa):1,35 mm/d

Saldo Diário (P - ETp):+12,15 mm

Variação Líquida 24h:+0,00 mm

Estresse Matricial:1,00 (ETa/ETp)

CONVERGÊNCIA (SASR) INATIVO

SASR = 0

● INATIVO HÁ 274 DIA(S)

Condição IIS (≥ 1,0):SIM (+0,25σ)

Condição IES (< -0,5):NÃO (+1,60)

Operador Lógico:Interseção (∩)

Equação Executada:(1 ∩ 0) = 0

Elemento Bloqueador:Trava do Solo (IES ≥ -0,50)

0,00% (Construção)

Data & DOY: 20/09/2026 (DOY 263/365)

Precipitação: CHIRPS v2.0 (0,05° ~ 5,5 km)

Meteorologia: ERA5-Land ECMWF (0,1° ~ 9 km)

Latência Operacional: 7 dias (Assimilação Completa)

Balanço Hídrico e Cálculo Diário

Equações de Estado do Modelo (Camada 0–7 cm)

Balanço Hídrico Matricial:

USE_t = min(CAD, max(0, USE_t−1 + P_t − ET_a,t))

Evapotranspiração Real (Linear Matricial):

ET_a,t = ET_p,t × (USE_t−1 / CAD)

Normalização Z-Score Sazonal Circular:

IES_t = (USE_t − μ_DOY) / σ_DOY (σ_DOY ≥ 10⁻⁶)

Livro-Caixa Hídrico (Resolução das 24 Horas) Ref: 20/09/2026

1. Estoque Anterior (USE_t−1): 75,00 mm

2. (+) Aporte de Chuva (P_t): +13,50 mm

3. (−) Evapotranspiração Real (ET_a,t): −1,35 mm

4. (=) Saldo Bruto Pré-Limite: 87,15 mm

5. Teto CAD Aplicado [min(75,00)]: USE_t = 75,00 mm

6. Excedente / Drenagem Profunda: 12,15 mm

Caracterização Pedológica & CAD Efetiva

Classificação Pedológica:
Latossolo Vermelho Aluminoférrico típico (Unidade de Mapeamento Erechim).

Granulometria do Horizonte A (0–15 cm):

● Argila: 740 g/kg (74%) ● Silte: 230 g/kg (23%) ● Areia: 30 g/kg (3%)

Física da CAD Efetiva (75,0 mm):
Adota-se CAD = 75,0 mm como parâmetro efetivo calibrado, determinado pela máxima correlação do modelo USE com a umidade observada na camada de 0–7 cm. O valor incorpora a conectividade hidráulica vertical entre essa camada e os horizontes AB e BA até 90 cm.

Notas Técnicas de Decisão de Modelagem

Por que Penman–Monteith (FAO-56) e não Hargreaves?
Hargreaves apresentou superestimação de aproximadamente 150% da demanda no contexto estudado. Penman–Monteith foi mantido pela maior consistência física da estimativa de ETp.

Por que ETa linear e não Ks da FAO-56?
A formulação linear apresentou melhor associação com a umidade superficial (ρ = 0,7024) que a melhor configuração não linear com Ks (ρ = 0,6917), justificando sua adoção no USE.

Por que inicialização em CAD/2?
O spin-up elevou a correlação em apenas 0,0015 e apresentou leve piora em RMSE e NSE. As trajetórias convergiram em poucas semanas, justificando a manutenção de USE₀ = 37,50 mm.

Evolução do Armazenamento (USE) frente ao Envelope Histórico (90 Dias)

Cadeia de Cálculo do IIS

Etapa 1: Média Móvel (4d)

Filtro sinótico de onda curta

3,6 MJ/m²/d

Rs_{mean_4d} = ¼ ∑_i=0³ Rs_t−i

Etapa 2: Anomalia Atual [Z(t)]

Insolação do DOY 263

+0,25 σ

ZRs_4d(t) = (Rs_4d − μ_DOY) / σ_DOY

Etapa 3: Anomalia Antecedente

Referência há 7 dias (t−7)

-1,00 σ

ZRs_4d(t−7) [Semana Anterior]

Etapa 4: Derivada (IIS) GATILHO ATIVO

1,25 σ/semana

Subtração Semanal [Z(t) − Z(t−7)]:

(+0,25) − (-1,00) = 1,25

Limiar Operacional: +1,00 σ/sem

A Física dos Estágios de Evaporação

Estágio 1 — Regime Limitado pela Energia:
Com o solo ainda úmido, a água está disponível na superfície e a evaporação é determinada principalmente pela energia disponível para evaporar essa água. Nesse regime, a radiação solar incidente (Rs) assume papel dominante, pois controla diretamente a energia fornecida à superfície. É justamente por isso que o SIHS utiliza Rs como forçante central da intensificação.

Estágio 2 — Regime Limitado pela Água:
À medida que a água superficial se reduz, o sistema deixa de ser predominantemente controlado pela energia e passa a ser progressivamente restringido pela disponibilidade e pelo transporte hidráulico da água no solo. A evaporação então perde sua capacidade de responder livremente ao aumento da energia disponível.

Notas Técnicas de Decisão de Modelagem

Por que Radiação Solar (Rs) e não Temperatura (Tmed)?
Física da Camada 0–7 cm: A camada superficial é diretamente exposta à radiação de onda curta incidente, que atua diretamente sobre o processo de evaporação. No artigo, Rs apresentou correlação de ρ = −0,7439 com a umidade do solo, contra apenas ρ = −0,2297 da temperatura média.

Por que a Janela Derivativa é de 7 Dias (Δt = 7 dias)?
Filtragem de Ruído: O artigo testou janelas de 3 a 30 dias. A janela semanal foi a que maximizou a correlação monotônica (ρ = −0,6895) com a variação de 7 dias da umidade do solo (ΔSM7d). Janelas mais curtas apresentaram comportamento mais ruidoso, enquanto janelas mais longas reduziram progressivamente a associação.

Por que foi rejeitada a Multiplicação de Anomalias (ZT × ZRs)?
Inconsistência Física nas Caudas: A multiplicação de dois escores Z negativos, em dias anomalamente frios e nublados (ZT < 0 e ZRs < 0), produz um valor positivo (− × − = +), podendo gerar sinal semelhante ao de dias quentes e ensolarados (ZT > 0 e ZRs > 0). O teste apresentou correlação máxima de apenas ρ = −0,0886, e o termo multiplicativo foi descartado.

Dinâmica da Anomalia de Onda Curta e Derivada Semanal (30 Dias)

Inspeção da Decisão do Dia Atual

Variável / ComponenteLimiar CríticoValor AtualDistância (Δ)Condição

Demanda (IIS): > +1,00 σ/sem 1,25 +0,25 σ ● ATENDIDA (True)

Solo (IES): < -0,50 1,10 +1,60 σ ● NÃO ATENDIDA (False)

Decisão Final SASR: (Cond 1 ∩ Cond 2) Saída: 0 — ● ALERTA INATIVO (0)

Operação Lógica do Alerta

IIS: 1 ∩ IES: 0 ➔ SASR = 0

SISTEMA SEGURO • ALERTA INATIVO

O IES está acima do limiar de alerta (−0,50), mantendo o sistema em estado inativo por ausência de déficit antecedente no solo.

Validação Histórica do Modelo

Matriz de Contingência Histórica

Classificação	Evento (P5)	Não Evento	Total
Alerta (1)	TP: 303 (37,7%)	FP: 513 (3,4%)	816 d
Sem Alerta (0)	FN: 501 (62,3%)	TN: 14.748 (96,6%)	15.249 d
Total Observado	804 d	15.261 d	16.065 d

Eventos de Referência (P5 ΔSM_7d): 804 dias (5,0% do histórico)

Métricas de Desempenho Consolidadas

F1-Score:37,41%

Precisão (Precision):37,13%

Sensibilidade (Recall / POD):37,69%

Especificidade (Specificity):96,64%

Coeficiente Matthews (MCC):+0,3409

Elevação frente ao acaso (5%): 7,42x superior

Eficácia do Filtro de Solo

−69,17% FALSOS ALARMES

Redução líquida de 1.151 disparos em solo úmido

Cenário Controle (sem filtro IES): 1.664 FP

Precisão: 20,65% | F1: 29,85% | Recall: 53,86%

Configuração Final (IES < −0,5): 513 FP

Precisão: 37,13% | F1: 37,41% | Recall: 37,69%

Cláusula de Não-Inferência Probabilística

Princípios Epistemológicos de Interpretação e Validade Operacional dos Diagnósticos do SIHS

Determinismo Físico

O SIHS é um sistema estritamente determinístico. Seus componentes não produzem probabilidades individuais de ocorrência, mas valores calculados a partir das condições físicas, climatológicas e matemáticas definidas pelo modelo.

Componente de Intensificação (IIS)

O IIS representa a variação temporal da anomalia de radiação. Portanto, IIS = +1,0 indica uma intensificação de uma unidade de desvio-padrão entre as referências temporais utilizadas pelo modelo — não expressa uma probabilidade de ocorrência de evento.

Componente de Estado (IES)

O IES representa a posição do armazenamento hídrico em relação à climatologia sazonal. Assim, IES = −1,0 indica que o armazenamento está uma unidade de desvio-padrão abaixo da média climatológica correspondente — não expressa uma probabilidade de ocorrência de seca.

Regra Lógica do Alerta (SASR)

O SASR não estima a probabilidade de um evento; ele apenas aplica uma regra lógica determinística sobre as condições calculadas pelo IES e pelo IIS. Portanto, os valores do IES e do IIS e a ativação do SASR devem ser interpretados exclusivamente como estados, magnitudes e condições atendidas pelo modelo, sem serem convertidos em probabilidade de ocorrência, grau de confiança ou previsão probabilística do evento.

Modo de Análise

Configuração Analítica:

Visão Geral Integrada Balanço Hídrico (Massa) Dinâmica dos Índices Eventos Extremos

Intervalo de Análise (Séries & Espaço de Fase):

Realçar Alertas Ativos (SASR = 1)

Regra: IIS ≥ 1,0 ∩ IES < −0,5

Realçar Choque de Demanda (IIS)

Realçar Déficit no Solo (IES)

Janela Exibida: 91 dias

Alertas SASR = 1: 0 d (0,0%)

Demanda IIS ≥ +1,5σ: 12 d (13,2%)

Déficit IES ≤ -1,6σ: 0 d (0,0%)

Chuva / ETp Acum.: 804,6 / 193,6 mm

Saldo do Período: +611,1 mm (Ganho Acumulado)

Séries Temporais Multivariadas — Configuração: Visão Geral Integrada

Espaço de Fase Multitemporal (IIS × IES) — Trajetória Sincronizada (91 Dias)