DATI METEOROLOGICI ACQUISITI DALLA STAZIONE ENEA DI S: TERESA (SP)

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1 DATI METEOROLOGICI ACQUISITI DALLA STAZIONE ENEA DI S: TERESA (SP) RAPPORTO ANNUALE 2007 ANDREA BORDONE, ANTONIO LISCA ENEA - Dipartimento Ambiente, Cambiamenti Globali e Sviluppo Sostenibile Centro Ricerche Ambiente Marino S. Teresa, La Spezia RT/2008/12/ACS

2 ENTE PER LE NUOVE TECNOLOGIE, L'ENERGIA E L'AMBIENTE DATI METEOROLOGICI ACQUISITI DALLA STAZIONE ENEA DI S: TERESA (SP) RAPPORTO ANNUALE 2007 ANDREA BORDONE, ANTONIO LISCA ENEA - Dipartimento Ambiente, Cambiamenti Globali e Sviluppo Sostenibile Centro Ricerche Ambiente Marino S. Teresa, La Spezia RT/2008/12/ACS

3 The technical and scientific contents of these reports express the opinion of the authors but not necessarily the opinion of ENEA. I contenuti tecnico-scientifici dei rapporti tecnici dell'enea rispecchiano l'opinione degli autori e non necessariamente quella dell'ente.

4 DATI METEOROLOGICI ACQUISITI DALLA STAZIONE ENEA DI S: TERESA (SP) RAPPORTO ANNUALE 2007 ANDREA BORDONE, ANTONIO LISCA Riassunto Dall agosto 2003 presso il centro ENEA CRAM di S. Teresa (SP) è stata installata una stazione meteorologica con lo scopo di misurare i principali parametri meteorologici. I dati vengono raccolti secondo lo standard del WMO (World Meteorological Organization), archiviati, e resi disponibili tramite rete internet al seguente indirizzo web: In questo rapporto sono riportate le misure in forma tabellare per il 2006, con i valori minimi,medi e max mensili. Inoltre sono anche riportati i corrispondenti grafici mensili. Le rose dei venti sono relative alle stagioni. Parole chiave: Dati meterologici, Rapporto annuale Abstract From August 2003 at S. Teresa ENEA CRAM a meteorological station was installed to measure the main meteorological parameters. Data are acquired by WMO (World Meteorological Organization), and stored. Data can be presented in graphical form by link at the following web address: Inside this techical report there are the meteorological pameter with minimun,average and maximun values per mounth, measured during 2007, by table format. Further there are the monthly diagrams of various parameters. The wind roses are for each season. Keywords: Meteorological Data, Annual report 2007.

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6 INDICE Introduzione pag. 7 Localizzazione della stazione meteorologica pag. 8 Descrizione del sistema di acquisizione pag. 9 Specifiche dei sensori meteo pag. 10 Osservazioni meteorologiche 2007 pag. 13 5

7 DATI METEOROLOGICI ACQUISITI DALLA STAZIONE ENEA DI S. TERESA (SP) RAPPORTO ANNUALE 2007 Fig. 1 Sensori della stazione meteorologica ENEA di S. Teresa (Lat Long Alt. Barom. 49,45 m s.l.m.). 6

8 Introduzione Nell agosto 2003 sono ripresi i rilevamenti sistematici dei dati meteorologici dalla stazione meteorologica del centro ENEA di S. Teresa (SP) (Latitudine , Longitudine , Altezza 49,45 m slm). La stazione dispone per le misure dei seguenti sensori: Velocità del vento Direzione del vento Temperatura dell aria Umidità relativa dell aria Pressione atmosferica Radiazione solare globale Pluviometro 7

9 Localizzazione della stazione meteorologica La stazione meteorologica S.Teresa e' situata al confine orientale del golfo di La Spezia ad un'altezza di circa 45 metri sul livello del mare, è ubicata in posizione sopraelevata sul tetto del centro, e non ha ostacoli nelle vicinanze, che possono interferire con le misure. Fig. 2 Localizzazione della stazione meteorologica ENEA S. Teresa. 8

10 Descrizione del sistema di acquisizione Il sistema di acquisizione è un data-logger (modello CR10 della Campbell Scientific). Il modulo programmabile provvede all acquisizione delle grandezze misurate dai sensori (max 12), alla funzione di temporizzazione, alle comunicazioni, al trattamento e alla memorizzazione dei dati (64 kbyte di memoria interna RAM), al programma stesso e alle funzioni di controllo. Il data-logger è collegato tramite una linea seriale ad un PC che acquisisce i dati meteoroligici Il software di gestione del data-logger della stazione meteo è il Loggernet versione 2.1 sviluppato dalla Campbel Scientific che permette di programmare il CR10, secondo le specifiche esigenze, in termini di numero e tipo di sensori, tempi di acquisizione e parametri di calibrazione. Inoltre permette di effettuare il trasferimento dei dati dalla memoria del CR10 al PC in maniera automatica temporizzata. Il programma per la gestione della stazione meteo, residente sul datalogger, è stato sviluppato presso il centro di S. Teresa ed esegue le seguenti misure rispettando la normativa del WMO (World Meteorological Organization): Acquisisce ogni 10 secondi misure di velocità e direzione del vento e calcola la media scalare, la media vettoriale e la deviazione standard della direzione ogni 10 minuti. Acquisisce ogni 10 secondi misure di temperatura e umidità dell aria, pressione atmosferica, radiazione solare globale e calcola per ogni parametro il valore medio ogni 10 minuti. Acquisisce ogni 10 secondi la misura di pioggia e calcola il valore cumulativo ogni 10 minuti. 9

11 Specifiche sensori meteo Sensore della velocità del vento Met-One 014A Questo sensore misura velocità del vento nella scala 0-45 m/sec (0-185,2 km/h). Trattasi di un anemometro a 3-coppe solidale con un magnete che attiva un contatto reed che genera un treno di impulsi la cui frequenza è proporzionale alla velocità del vento. Specifiche: Soglia: 0,45 m/s (1,85 km/h) Range Calibrato: 0-45 m/s (0-185,2 km/h) Raffica max (Gust Survival): 0-53 m/s (0-222,2 km/h) Accuratezza: 1,5% o 0,11 m/s (0,46 km/h) Range di temperatura: da -50 C a +70 C Costante di distanza standard (*): Segnale di Output: meno di 4,6 m (per coppe di alluminio) chiusura di un contatto reed (*) La distanza percorsa dall aria al momento che l'anemometro, sottoposto ad una raffica a gradino, raggiunge il 63% della velocità finale. Sensore di direzione del vento Met-One 024A Il tipo è Met-One 024A riportato in figura misura la direzione del vento da 0 a 360 con una accuratezza di 5 gradi. Il sensore utilizza un potenziometro che varia la sua resistenza in funzione dell angolo di rotazione. Specifiche: Range: Soglia: 0,447 m/s (1,85 km/h) Accuratezza: ±5 Range di temperatura: da -50 C a +70 C Resistenza potenziometro: 0-10 k 10

12 Sensori di temperatura e umidità relativa dell aria MP101A Questo tipo di sensore è una sonda combinata di umidità e temperatura progettata soprattutto per impieghi esterni. L'utilzzo del sensore di umidità capacitivo Hygromer C94 garantisce un'ottima resistenza ai contaminanti. Un'avanzata tecnologia di filtri provvede un'ulteriore protezione. Il sensore MP101A può essere usato per lunghi periodi senza bisogno di manutenzione o calibrazioni. Specifiche: Sensore di temperatura: Pt100 RTD Range misure di umidità: da 0 a 100%RH Limiti di temperatura: da -40 a +60 C Segnale di uscita da 0 a 1,0 VDC = da 0 a 100% RH (lineare) per l umidità: Segnale di uscita (lineare) per la temperatura: da -0,4 a 0,6 VDC = da -40 a +60 C Accuratezza (a 20 C): ±1%RH da 0 a 100%RH ±0,3 C Ripetibilità: ± 0,3% RH e ±0,1 C Stabilità del sensore di umidità: Tempo di risposta (senza filtro): superiore all 1% RH in 1 anno 10 secondi (%RH e temperatura) Sensore di pressione barometrica Vaisala PTB 101B Il sensore converte la pressione atmosferica assoluta in un segnale lineare di tensione elettrica proporzionale e può essere utilizzato in applicazioni meteorologiche. Questo sensore è intrinsecamente stabile e non richiede manutenzione od operazioni di calibrazione periodiche. L'involucro ospita un sensore di pressione allo stato solido ed un circuito elettronico per la linearizzazione ed amplificazione del segnale. Il range standard di misura è da 600 mbar a mbar (hpa). Specifiche: Range: da 600 a hpa (mbar) Range temperatura: da -40 C a +60 C Accuratezza a 20 C: ±0,50 mbar Segnale di output: 0-2,5 VDC 11

13 Sensore di radiazione solare globale Lastem Termopila Il sensore misura la radiazione globale che è costituita dalla radiazione ricevuta direttamente dall'angolo solido del disco solare ed dalla radiazione celeste diffusa che è riflessa dall'attraversamento dell'atmosfera. Questo dispositivo utilizza un sensore termoelettrico. Specifiche: Sensibilità spettrale: da 0,3 a 3 μm Sensibilità: 1,5 μv/wm -2 Linearità: 1 % nel campo da 83,3 a 1.333,3 W m -2 Tempo di risposta: 20 sec Risposta alla temperatura: ± 0,1 % / C Risposta al coseno: ± 1% per angolo di zenith da 0 a 60 ± 3% per angolo di zenith da 60 a 80 Sensore di pioggia Lastem C100A Rileva la quantità di precipitazione con ottima precisione e risoluzione. Il particolare disegno dell'imbuto di raccolta e della vaschetta ribaltabile evita l'effetto di bagnatura delle superfici interessate eliminando quindi una sensibile fonte di errore nella misura di precipitazioni di modesta entità. La costruzione, interamente in acciaio inox e bronzo navale, garantisce una lunga durata anche in presenza di condizioni ambientali sfavorevoli. Un leggero contenitore metallico o secchiello, diviso in due comparti, è mantenuto in un equilibrio instabile attorno all'asse orizzontale. Nella sua posizione di riposo, il secchiello è appoggiato su un fermo che gli impedisce di ribaltarsi completamente. L'imbuto di raccolta convoglia la pioggia nel secchiello che si trova più in alto fino a che l'equilibrio non diventa instabile e lo fa ribaltare nell'altra posizione di riposo. I comparti del secchiello sono disegnati così che l'acqua sia svuotata dal comparto che si trova più in basso. Il movimento di ribaltamento del secchiello può essere usato per attivare un contatto che produce un impulso per un contatore. Specifiche: Risoluzione: 0,2 mm/imp Tolleranza: 1 % Diam. Imbocco: 203 mm Contatto: relè reed a secco Durata impulso: 100 ms ±50 12

14 Osservazioni meteorologiche Press. Temp. Prec. Umid. Rel. Rad. Sol. Raff. vento Vel.vento scal. [hpa] [ C] [mm] [%] [W/m2] [m/s] [m/s] GEN. Min ,0 1,3 12,2 0,0 0,5 0,5 Max -9999,0 16,0 95,0 578,6 22,9 14,8 Med ,0 10,6 75,3 55,0 5,6 3,8 Tot 79,2 FEB. Min ,0-9999,0 25,2 0,0 0,5 0,5 Max -9999,0-9999,0 97,1 701,0 20,3 11,6 Med ,0-9999,0 71,9 99,6 4,9 3,4 Tot 71,6 MAR. Min. 980,9 3,5 20,9 0,0 0,5 0,5 Max 1026,9 17,3 95,2 886,0 21,7 16,0 Med. 1014,2 11,4 63,6 148,8 5,6 3,7 Tot 33,0 APR. Min. 999,9 9,4 25,5 0,0 0,5 0,5 Max 1025,9 24,0 88,9 981,0 12,4 8,0 Med. 1017,5 16,2 62,0 244,4 4,2 2,9 Tot 2,2 MAG. Min. 991,9 11,2 31,1 0,0 0,5 0,5 Max 1018,9 29,0 94,3 1205,0 18,9 12,8 Med. 1012,1 18,1 69,4 265,5 4,8 3,3 Tot 74,0 GIU. Min. 1005,9 12,7 33,8 0,0 0,5 0,5 Max 1018,9 32,1 91,3 1127,0 16,8 9,7 Med. 1013,8 20,7 74,1 263,4 4,3 2,9 Tot 33,4 LUG. Min. 1005,9 14,9 24,3 0,0 0,5 0,5 Max 1022,9 29,4 90,2 1126,0 14,1 8,7 Med. 1014,5 22,8 62,8 309,9 4,7 3,3 Tot 0,6 AGO. Min. 1004,9 16,3 32,6 0,0 0,5 0,5 Max 1024,9 31,4 96,3 967,0 26,4 15,7 Med. 1013,7 22,3 66,5 241,4 4,4 3,1 Tot 130,0 SET. Min. 1001,9 8,7 21,9 0,0 0,5 0,5 Max 1024,9 26,6 95,9 852,0 18,3 13,5 Med. 1016,9 19,5 61,0 201,6 5,3 3,6 Tot 84,6 OTT. Min. 1006,9 7,7 22,2 0,0 0,5 0,5 Max 1025,9 24,2 94,4 749,0 24,3 13,4 Med. 1018,5 15,8 59,9 131,6 5,7 3,7 Tot 80,6 NOV. Min. 998,9 4,1 11,6 0,0 0,5 0,5 Max 1025,9 18,2 95,0 578,5 23,8 13,3 Med. 1016,0 11,2 61,0 74,9 5,7 3,8 Tot 89,0 DIC. Min. 998,9 3,4 16,7 0,0 0,5 0,5 Max 1034,9 16,7 94,2 465,9 22,7 13,7 Med. 1021,6 8,4 58,6 63,9 5,6 3,7 Tot 57,0 Tab. 1 Valori minini, max e medi o totali mensili dei parametri meteorologici misurati per il

15 E da osservare che per i parametri dove il valore è -9999,0 si sono verificati dei malfunzionamenti del relativo sensore e/o del sistema di acquisizione. I valori della pressione atmosferica sono riportati al livello del mare. Umid. Vel. vento 2007 Press. Temp. Prec. Rel. Rad. Sol. Raff. vento scal. [hpa] [ C] [mm] [%] [W/m2] [m/s] [m/s] Min ,0-9999,0 11,6 0,0 0,5 0,5 Max -9999,0-9999,0 97,1 1205,0 26,4 16,0 Med ,0-9999,0 65,5 175,7 5,1 3,4 Tot 735,2 Tab. 2 Valori minini, max e medi o totali annuali dei parametri meteorologici misurati per il Pressione P (hpa) Mese Min. Max Med. Fig. 3 Medie mensili e valori estremi della pressione atmosferica riportata a livello del mare per il Temperatura T ( C) Mese Min. Max Med. 14

16 Fig. 4 Medie mensili e valori estremi della temperatura ambiente per il Umidità Relativa U.R. (%) Min. Max Med mese Fig. 5 Medie mensili e valori estremi della umidità relativa dell aria per il Raffica vento max m/s mese Raffica vento Fig. 6 Valori massimi mensili della raffica di vento per il

17 Velocità scalare vento m/s mese Max Med. Fig. 7 Medie mensili e valori massimi mensili della velocità del vento scalare per il Radiazione solare globale kwh/m2 giorno mese rad-sol-tot Fig. 8 Valori medi mensili misurati di radiazione solare globale su superficie orizzontale per il

18 Nella Fig. 9 sono riportati i grafici della radiazione solare globale (diretta + diffusa) misurata e stimata con un modello di facile uso riportato nel Rapporto Tecnico ENEA del (A. Lisca, P. Marri, A. Vigo, Valutazione del valore mensile dell energia solare al suolo mediante un modello semplice e di facile uso, RT/2002/32/PROT). I valori mancanti di radiazione solare stimata per i mesi da gennaio a maggio 2006 sono dovuti alla mancanza dei valori di umidità per malfunzionamento del relativo sensore in quanto questi valori sono necessari per il modello di stima. Radiaz. solare globale KWh/m2 day mese Rad. Sol. Mis. Rad. Sol. Stim Fig. 9 Valori medi mensili misurati e stimati per il 2007 di radiazione solare globale su superficie orizzontale con un modello di facile uso (ENEA RT/2002/32/PROT). Fig. 10 Valori mensili misurati di precipitazione per il

19 Fig. 11 Rosa dei venti in inverno ( ). Fig. 12 Rosa dei venti in primavera ( ). 18

20 Fig. 13 Rosa dei venti in estate ( ). Fig. 14 Rosa dei venti in autunno ( ). 19

21 Edito dall' Funzione Centrale Relazioni Esterne Unità Comunicazione Lungotevere Thaon di Revel, Roma Stampa: Laboratorio Tecnografico ENEA - CR Frascati Finito di stampare nel mese di aprile 2008