A pesquisa no Cemaden tem como objetivo geral desenvolver atividades de pesquisa científica, tecnológica e de inovação, de forma interdisciplinar, integrando disciplinas na área de meteorologia, agrometeorologia, hidrologia, geologia e geotecnia, sensoriamento remoto e desastres naturais, com ênfase na previsão, preparação, prevenção, e mitigação do impacto das ameaças naturais em áreas urbanas e rurais, com o objetivo de reduzir mortes e perdas materiais.
• Caracterizar eventos meteorológicos associados à ocorrência de deslizamentos e inundações, de maneira a melhorar a antecedência dos alertas e identificar limiares críticos de chuva; • Desenvolver melhorias e novas parametrizações em modelos atmosféricos de maneira a melhorar as estimativas de precipitação em período curto de tempo (menos de três dias); • Desenvolver e implantar novas técnicas de previsão por conjunto em modelos operacionais, bem como de correção de erros sistemáticos de estimativas quantitativas de precipitação; • Avaliar o potencial de uso de previsões meteorológicas pela técnica de conjunto nas previsões de eventos extremos, bem como técnicas de identificação desses extremos; • Desenvolver algoritmos que integrem estimativas de precipitação de satélites, radares e sensores a superfície, incluindo técnicas de identificação e correção de erros de observação e sistemáticos, de maneira a obter campos quantitativos de precipitação mais próximos da realidade e em altíssima resolução espacial; • Desenvolver algoritmos de estimativas quantitativas de precipitação que incorporem ferramentas de nowcasting a partir de radares e sensores remotos, de maneira a estender o alcance temporal dos campos observados; • Desenvolver pesquisas usando radiometria de microondas passiva e ativa para levantamento de parâmetros preditores de tempestades severas; • Realizar pesquisas e desenvolvimento de aplicações inovadoras a partir de processamento em alto desempenho de dados meteorológicos de quatro dimensões visando a criação de cenários usando realidade aumentada e realidade virtual; • Desenvolver modelos de colapso de safra agrícola, com ênfase na região semiárida e nas culturas de subsistência, que possam ser implantados em ambientes operacionais.
• Modelos matemáticos de previsão de inundação, cheias, alagamentos e enxurradas em áreas urbanas e rurais, que contribuam com sistemas de alerta contra acidentes e desastres; • Estudos sobre o impacto da urbanização na geração de enchentes, inundações, alagamentos e enxurradas, visando contribuir com o planejamento do espaço urbano de maneira a mitigar o impacto desses eventos; • Ferramentas de alerta contra enchentes, inundações, alagamentos e enxurradas em espaços urbanos e rurais, que façam uso de modelos hidrológicos integrados a previsão meteorológica por conjunto, e/ou dados de satélite, radar e sensores de superfície com transmissão em tempo real; • Estudos visando avaliar o impacto de intervenções estruturais e/ou não estruturais sobre a ocorrência de enchentes, inundações, alagamentos e enxurradas, em conjunto como o desenvolvimento de metodologias para análise de risco e seu gerenciamento, incluindo planos de contingência e proposição de ações preventivas; • Implantação de bacias urbanas e rurais experimentais em áreas sujeitas a enchentes, alagamentos, inundações e enxurradas; • Desenvolver softwares de visualização de áreas sujeitas a inundações, alagamentos, enchentes e enxurradas, que permitam a análise integração de dados de precipitação, hidrológico, produtos de satélites e de radar, modelos numéricos do terreno, e resultados de modelos atmosféricos e hidrológicos; • Promover o zoneamento de áreas inundáveis através do mapeamento das áreas de inundação utilizando registros de cheias de bacia hidrográficas urbanas com período de recorrência de até 100 anos.
• Desenvolver estratégias de monitoramento in-situ de processos geodinâmicos de superfície; • Aperfeiçoar o entendimento sobre movimentos gravitacionais de massa, com o objetivo de melhorar a capacidade preditiva dessas ameaças; • Desenvolver e melhorar modelos geodinâmicos e geo-hidrológicos de formação e movimentos de massa de encostas, que possam ser implantados em ambientes operacionais; • Determinar os limiares desencadeadores de movimentos de massa, em particular chuva e umidade do solo, para que possam ser utilizados como indicadores da iminência de escorregamentos de massa; • Identificar e caracterizar cicatrizes de movimentos de massa através do sensoriamento remoto, de maneira a delimitar áreas susceptíveis a esse tipo de evento; • Quantificar como as mudanças do uso da terra afetam a intensidade de frequência dos movimentos de massa; • Desenvolver metodologias de zoneamento de áreas suscetíveis e áreas de risco a movimentos de massa.
• Desenvolver estudos de modelagem agrometeorológica para previsão de risco de colapso de safras da região semiárida do Brasil; • Avaliação dos impactos da seca agrícola em áreas vulneráveis do semiárido do Brasil; • Estudos com dados agrícolas obtidos por “crowdsourcing” para subsidios à modelagem do risco de colapso de safras e ao monitoramento dos impactos da seca no semiárido do Brasil; • Modelagem e monitoramento de risco de incêndios florestais usando técnicas de sensoriamento remoto e climatologia.