Prevedere le criticità meteo

 
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA
                                                         ARPAS

                                  Prevedere le criticità meteo
                                                a cura di Carlo Dessy
                                                cdessy@arpa.sardegna.it

                           Dipartimento Specialistico Regionale IdroMeteoClimatico

Gairo, 4 maggio 2012
Convegno L’avversità meteo-idrologica: considerazioni tra passato e presente
Gli eventi alluvionali e le conseguenze sul territorio
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                  DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

Meteorologia

             Meteora, apparizioni nell’aria
             Logos, discorso

             Ovvero studio di ciò che avviene nell’atmosfera

             Scienza che studia l’atmosfera e i suoi fenomeni

 Il tempo meteorologico è rappresentato dalla variabilità dello stato dell’atmosfera su scale temporali
 dell’ordine del giorno.

 Scopo principale della Meteorologia è la previsione del tempo, che riveste grande importanza in tutte le
 attività umane...

Quando si studia il comportamento dell'atmosfera su scale piuttosto lunghe, perdono importanza le
fluttuazioni giornaliere dello stato dell'atmosfera e tutti quei fenomeni la cui periodicità temporale è
relativamente breve; rimane invece essenziale lo studio di quegli elementi che hanno variazioni con scala
d'interazione dell'ordine del periodo considerato.

Il CLIMA si può definire come la descrizione statistica del tempo meteorologico, una sorta di tempo
medio per un determinato luogo geografico in un periodo definito.

 Gairo – 4 maggio 2012                                     Prevedere le criticità meteo                     2
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                         DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

La previsione meteorologica
       >    Lungo termine (15 giorni) (stagionali… senza dettaglio)
       >    Medio termine (settimana)
       >    Breve termine (24-72 ore; 1-3 giorni)
       >    Brevissimo termine (12-24 ore)
       >    Nowcasting (3-6-12 ore)

>    Si ha una buona previsione in caso di criticità se, e solo se, può consentire alle Autorità di protezione
     civile di gestire tempestivamente la criticità stessa e di allertare con sufficiente anticipo le popolazioni
     esposte al rischio.

>    Requisiti: Previsione corretta in tempistica, localizzazione, quantità, tipologia…

>    Eventualmente delineando anche i differenti scenari possibili corredati della relativa stima delle
     probabilità di accadimento…

>    Dopo una previsione di criticità deve seguire l’analisi costante dell’evoluzione meteo, fisica-spazio-
     temporale e su di essa innestarsi il Nowcasting…

>    Linguaggio chiaro e inequivocabile, scale definite (per es. nazionali) …

    Gairo – 4 maggio 2012                                         Prevedere le criticità meteo                       3
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                           DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

    I modelli fisico-matematici
    >      Il comportamento dell’atmosfera è governato da un insieme di leggi fisiche.
    >      Le equazioni del sistema non sono risolvibili analiticamente, sono necessari dei metodi numerici.
    >      La rappresentazione della fisica non è completa a tutte le scale.
    >      Le osservazioni non sono complete nello spazio e nel tempo.

Quando il dominio di integrazione del modello meteorologico comprende tutta la superficie terrestre si parla di modello
globale.
Un modello globale necessita solamente della definizione della condizione iniziale, cioè dei valori dei parametri su tutti
i punti di griglia al tempo iniziale (a parte le condizioni nel suolo e nell’alta atmosfera).
Un modello ad area limitata richiede le condizioni al contorno (laterali) derivate da un modello globale. Permette una
risoluzione della griglia maggiore a parità di costo computazionale.

                                                                  La risoluzione spaziale dei vari modelli corrisponde
                                                                  alla scala dei fenomeni fisici direttamente
                                                                  risolvibili...
        Gairo – 4 maggio 2012                                       Prevedere le criticità meteo                       4
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                         DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

Scale dei fenomeni atmosferici   La risoluzione spaziale dei vari modelli corrisponde
                                 alla scala dei fenomeni fisici direttamente
                                 risolvibili...

  Gairo – 4 maggio 2012           Prevedere le criticità meteo                   5
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                              DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

Starting a forecast: The initial conditions
 La condizione iniziale, analisi sinottica

Sorgenti di dati per il Sistema Operativo Meteorologico del ECMWF (EMOS). Circa 60 000 000 di dati ogni 12 ore
Data sources for the ECMWF Meteorological Operational System (EMOS)

    Gairo – 4 maggio 2012
              Training                                             Prevedere
                       Course 2010 – NWP-PR: Operational and Research          le criticità
                                                                      Activities  at ECMWF  meteo                    6 20/4
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                               DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

Gairo – 4 maggio 2012   Prevedere le criticità meteo                  7
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                                               DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

L’atmosfera è caotica
                                          Quando il presente determina il futuro
                                                          MA
                                                Un presente approssimato non
                           What determina
                                is an ensemble     forecast?il futuro
                                          approssimativamente                                                      Ed.Lorentz

                                                                                                                    PDF
             Temperature

                            Initial condition              Forecast time                                Forecast

Antecedentemente ai lavori di description
                 Complete     Lorentz del of
                                          1963, era ritenuta
                                             weather         possibile,
                                                     prediction in termsalmeno
                                                                           of a in potenza, la previsione
perfetta, dato un congruo numero di misure
                             Probability   inizialiFunction
                                         Density    e note leggi fisiche risolvibili con calcoli matematici
                                                             (PDF)
sufficientemente rapidi. Di fatto, l’intrinseca caoticità rende la visione meccanicistica dell’atmosfera
                     Training Course 2010 – NWP-PR: Operational and Research Activities at ECMWF                           24/45
illusoria e ingannevole.
   Gairo – 4 maggio 2012                                                              Prevedere le criticità meteo                    8
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                         DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

L’atmosfera è caotica
EPS - Ensemble Prediction System
Il problema della previsione del tempo atmosferico a lungo termine (max 15 giorni) viene oggi
affrontato mediante modelli numerici basati su opportune condizioni iniziali leggermente
diverse tra loro ed equiprobabili.

     Flow dependence of forecast errors
In molti casi, però, le situazioni sinottiche si rivelano più instabili di altre rendendo inaffidabile
anche la previsione a uno o due giorni. Si può dire che il problema è divenuto quello di
prevedere la predicibilità dei fenomeni atmosferici !

              26th June 1995                                                26th June 1994

  Gairo – 4 maggio 2012                                           Prevedere le criticità meteo                  9
Prevedere le criticità meteo
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                          DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

                                          “Può il battito delle ali di una farfalla in
L’atmosfera è caotica                     Brasile scatenare un tornado in
                                          Texas ?” (Ed. Lorentz, 1979)
EPS - Ensemble Prediction System

  Per restare nella metafora zoologica,
  è come se l’atmosfera fosse un gatto
  che gioca con un gomitolo...

  Gairo – 4 maggio 2012                            Prevedere le criticità meteo                  10
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                       DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

Meteosat Second Generation (MSG)
Il SEVIRI (Spanning Enhanced Visible Infrared Imager), a bordo di
MSG, opera su 12 bande spettrali e permette di mandare a terra 12
diverse immagini del nostro pianeta ogni quarto d’ora e in particolare
ogni cinque minuti in modalità RSS. 11 di queste immagini hanno una
risoluzione spaziale di 3 km, mentre quella corrispondente al canale
12 (HRV, High Resolution Visible) ha una risoluzione di 1 Km.

  Gairo – 4 maggio 2012                                         Prevedere le criticità meteo                  11
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
  La situazione atmosferica il 22.10.2008          DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

Rete di stazioni di misura
                                                                     Per un monitoraggio efficace
                                                                     occorre disporre al suolo di
                                                                     una fitta rete di pluviometri, in
                                                                     g r a d o d i f o r n i r e
                                                                     aggiornamenti in tempo reale.

                                                                     La rete nazionale, ad
                                                                     esempio, dispone di circa
                                                                     1800 pluviometri (distanza
                                                                     media pari a 20km) con
                                                                     aggiornamento medio ogni 15
                                                                     minuti.

                                                                     I fenomeni convettivi tipici
                                                                     hanno una scala del
                                                                     chilometro, quindi possono
                                                                     sfuggire all’analisi
                                                                     pluviometrica !

  Gairo – 4 maggio 2012                     Prevedere le criticità meteo                            12
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
    La situazione atmosferica il 22.10.2008                          DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

 Radar meteorologico
                                           Il radar-meteorologico è lo strumento scientifico cardine per poter
                                           analizzare la situazione meteorologica in atto sul territorio
                                           regionale, per studiare e monitorare in tempo reale i fenomeni
                                           precipitativi, per elaborare previsioni a brevissimo termine
                                           (nowcasting) specialmente di fenomeni convettivi che sono
                                           spesso associati a precipitazioni intense e di violento impatto sul
                                           territorio…

                                                                                      Monte Rasu

Alenia GPM 250-C – Banda C (λ=5.5 cm), trasmettitore a klystron, antenna a paraboloide con diametro
4.2 m, singola polarizzazione, ricevitore digitale, funzionamento in modalità doppler, portata massima
sino a 500 Km.
    Gairo – 4 maggio 2012                                     Prevedere le criticità meteo                       13
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                  DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

         FLUSSO DELLE INFORMAZIONI / PRODOTTI
          PREV. a Medio Termine
                  (GCM, EPS)

                                             POST-                        BOLLETTINI
          PREV. a Breve Termine
                                         ELABORAZIONE                       METEO
          (LAM, LAM_EPS, ARPS)

    MOD. IDROL.               POST-                                          RISCHIO
                          ELABORAZIONE
                                                                          METEOROLOGICO

                              POST-
    MOD. INCENDI
                          ELABORAZIONE

                                                                               RISCHIO
   MONITORAGGIO e                                                         IDROGEOLOGICO
    SORVEGLIANZA:
   - Stazioni meteo
   - Radiosondaggi        ELABORAZIONE                                         RISCHIO
   - Satelliti
                                          NOW                                  INCENDI
   - Radar
                                         CASTING

     CLIMATOLOGIA

Gairo – 4 maggio 2012                      Prevedere le criticità meteo                   14
AGENZIA REGIONALE PER LA PROTEZIONE
                                                                DELL’AMBIENTE DELLA SARDEGNA - ARPAS

               DOMANDE ?

      Legge inglese del 1677, abrogata dal parlamento nel 1960...

                                                      Grazie della vostra pazienza...

Gairo – 4 maggio 2012                                    Prevedere le criticità meteo                  15
Puoi anche leggere