Strumenti previsione e attività Ufficio Meteo VdA

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1 Strumenti previsione e attività Ufficio Meteo VdA La rete osservativa Il satellite Il radar Il sistema rilevamento fulmini I radiosondaggi I modelli matematici Le previsioni probabilistiche (EPS)

2 LA PREVISIONE METEOROLOGICA NEL MEDITERRANEO Effetti orografici Presenza del mare Sottovento Alpi + presenza Appennino

3 Strumenti per la previsione meteorologica osservazioni immagini meteosat modelli Previsioni

4 La rete osservativa

5 Reti osservative Osservazioni per la rete GTS (Global Telecommunication System) vengono effettuate generalmente alle ore sinottiche principali: 00, 06, 12, 18 UTC. SYNOP, METAR, SHIP, BUOY, TEMP Sono usate per inizializzare i modelli globali (GCM). Le reti locali hanno un dettaglio maggiore.

6 Altri dati Misure da aerei lungo le principali rotte Profili: radiosonde a pallone (00, 12 UTC e talora 06, 18 UTC): misurano T, RH, p, u, v, w

7 Satelliti meteorologici Possiedono radiometri (NB: un radiometro vede T) spettrali a varie bande: visibile ( nm), infrarosso (>3 µm), vapore acqueo (5-8 µm) Ne esistono 2 tipologie: Geostazionari o geosincroni (a Km il periodo orbitale è pari al giorno siderale): sono disposti intorno all equatore Polari o eliosincroni (a 860 Km): rilevano fasce terrestri da Polo a Polo

8 Satellite polare NOAA distanza dalla superficie terrestre: 800 km risoluzione spaziale: 1 km circa copertura temporale: 1 immagine ogni 12 ore Satellite geostazionario METEOSAT distanza dalla superficie terrestre: km risoluzione spaziale: 5 km circa copertura temporale: 1 immagine ogni 30 minuti

9 Canale dell infrarosso Temperatura delle superfici emittenti (anche di notte) Nubi con temp < -50 Celsius Scala di temperature

10 Canale del visibile Radiazione solare riflessa (solo di giorno) Nebbia in Val Padana

11 Canale del vapor acqueo Emissione da parte del vapor acqueo nell alta atmosfera JET IN QUOTA

12 Immagine Synergie MSG - HRV

13 Immagine Synergie MSG IR 10.8 µm

14 Immagine Synergie MSG WV 6.2 µm

15 MSG COMPOSIZIONE COLORATA Immagine Synergie

16 MSG CLASSIFICAZIONE NUBI Immagine Synergie

17 MSG TEMPERATURA MARE Immagine Synergie

18 MSG Utilizzi particolari grazie alla combinazione di più canali (sono o 12) Fires (Hot Spots) Kongo Kerkmann Angola Difference ch. 3.9 and 10.8 µm [K] Channel 12 (HRVIS) for comparison MSG imagery on 7 July 2003 at 11:00 UTC. Channel 04 (3.9 µm) useful for fire detection.

19 RADAR IMMAGINE ELABORATA ANTENNA RADAR FULMINAZIONI COMPOSIZIONE DI IMMAGINI DA MOLTI RADAR

20 MODELLI METEOROLOGICI Per elaborare le previsioni numeriche viene eseguita la simulazione al calcolatore del comportamento dell atmosfera terrestre

21 Principi di base dei modelli meteorologici Discretizzazione dello spazio; Risoluzione numerica delle equazioni; Parametrizzazione dei processi fisici di sottogriglia (precipitazioni, processi convettivi, radiativi ). Le leggi dell atmosfera; principi di conservazione Massa (equazione di continuità) Energia (I principio termodinamica) calore = energia interna + lavoro Quantità di moto (II legge di Newton): accelerazione dipende da somma forze (gravità, pressione, Coriolis, centrifuga, attrito)

22 La previsione meteorologica Viene effettuata sulla base di risorse quasi infinite, che riescono solo in parte ad essere adeguate ad uno dei sistemi più complicati con cui l uomo abbia mai avuto modo di interagire. La previsione materiale viene fatta integrando numericamente le equazioni che regolano l atmosfera su calcolatori molto potenti; i codici di calcolo vengono scritti da grandi équipes di scienziati. I bollettini che vengono emessi sono il frutto dell interpretazione dei previsori dell output di questi modelli meteorologici, tenendo conto delle misure disponibili, filtrando il tutto con la propria esperienza.

23 I diversi tipi di modelli meteorologici Modelli a Circolazione Globale (GCM) Modelli ad Area Limitata (LAM) Ensemble Prediction System Modelli di altezza dell onda (Modelli climatici)

24 I diversi tipi di previsione Nowcasting: 1-6 h - LAM (Previsioni a brevissimo termine): < 12 h - LAM Previsioni a breve termine: 1-3 giorni - LAM (e GCM) Previsioni a medio termine: < 1 settimana - GCM (e LAM) Previsioni stagionali: - modelli statistici - modelli deterministici (atmosferici globali a SST prescritta, oppure accoppiati atmosfera-oceano) GCM più utilizzati presso Ufficio Meteo Aosta: ECMWF (Centro Europeo), GFS, ARPEGE LAM più utilizzati presso Ufficio Meteo Aosta: BOLAM, MOLOCH, ALADIN

25 Il grigliato usato all ECMWF Il grigliato usato all ECMWF Nel corso degli anni, grazie all accresciuta potenza di calcolo degli elaboratori, anche il grigliato utilizzato dal GCM dell ECMWF si è via-via infittito in modo tale che la rappresentazione orografica è diventata via-via più vicina alla realtà (nel 1979 Torino risultava inglobata in un blocco orografico di circa 2000 m di quota, mentre nella rappresentazione orografica del 1991 si riescono a distinguere i più grossi massicci orografici delle Alpi ed anche degli Appennini).

26 ESEMPIO DI CATENA MODELLISTICA ECMWF risoluzione: 55 km BOLAM 21 risoluzione: 21 km BOLAM 7 risoluzione: 7 km

27 L atmosfera è un sistema caotico In media, la perdita di attendibilità dei risultati delle previsioni è molto rapida: dopo il 4 giorno i modelli possono divergere in maniera significativa, e dopo due settimane si può dire che lo stato del sistema atmosferico è completamente casuale -> la previsione deterministica perde ogni significato. Un altro modo di dire questo è che l atmosfera è un sistema caotico -> un piccolo errore nelle condizioni iniziali (sempre presente!) può provocare un grande effetto. Eduard Norton Lorenz, 1979: "Può il battito delle ali di una farfalla in Brasile scatenare un tornado in Texas?"

28 L atmosfera è un sistema caotico ECMWF EPS Simplified atmospheric phase space Dim 2 Possible evolution scenarios Initial Conditions Dim 1

29 L atmosfera è un sistema caotico Un metodo per valutare l attendibilità dei modelli consiste quindi nel confrontare gli output di modelli diversi, tanto più essi divergono tanto meno affidabile sarà la previsione. Inoltre, per alcuni GCM vengono effettuate più corse per lo stesso modello (30 / 50) alterando leggermente le condizioni iniziali, con una risoluzione più scarsa rispetto al run operativo (EPS): gli output dello stesso modello possono variare in maniera significativa fino a dare scenari completamente opposti dopo il 4 / 5 giorno.

30 Esempi di carte previsionali di modelli

31 Esempi di carte previsionali di modelli

32 Un esempio di previsione di pioggia intensa UTC 15 Ottobre 2000 osservata prevista

33 L Ufficio Meteo della Valle d Aosta Attività quotidiane previsionali dell Ufficio Meteo bollettino meteo per pubblico + altri prodotti interni all amministrazione regionale La situazione attuale La situazione in un prossimo (?) futuro

34 Reti osservative Rete locale della Valle d Aosta Circa 90 stazioni fra PC, ARPA, CF, GEIE, monitoraggio frane: da Donnas (314 m) a P.ta Helbronner (3460 m). I dati vengono trasmessi ogni ora via radio (o GSM).

35 La rete meteo regionale Analyser (anche su palmare), report meteo ftp

36 Reti osservative Stazione meteo di La Thuile Gran Testa, 2430 m

37 Reti osservative Modalità di archiviazione dati DB Postgress. Alla cartella comune ftp attingono anche Servizio Fitosanitario, Commissioni valanghe comunali, Politecnico di Torino, AIB, Meteorisk.

38 Reti osservative Modalità di validazione dati PC e ARPA 1 dato / 60 min CF 1 dato istantaneo / 30 min -> dato orario da media dei due. I dati PC e ARPA sono ottenuti a partire da dati istantanei ogni pochi min o 30 sec. Tutti i dati sia in entrata che in uscita da ogni centro sono provvisti di codice di validità: ogni ente corregge o invalida manualmente i dati della propria rete, i quali oltre a essere modificati nel proprio DB, vengono automaticamente rinviati nella cartella ftp e poi ricaricati dagli altri enti con i nuovi valori o codici di validità. Se si correggono o invalidano dati degli altri enti, il dato viene modificato solo nel proprio DB e non rinviato nella cartella ftp. Una prima validazione grossolana di soglia viene fatta su valori istantanei direttamente sulla stazione periferica (es. rel. hum. = -1 -> dato non valido). CF effettua anche validazione automatica sperimentale solo per alcuni valori (pioggia, ). Codici validazione: 0 = ok, 1 = ok (validato a mano), 64 = dato non valido,

39 La piattaforma Synergie Satellite MSG, mosaico radar, osservazioni GTS e rete francese, radiosondaggi, modelli GCM e LAM I modelli più utilizzati GCM: ARPEGE (Synergie), ECMWF (Synergie + web), GFS (web) LAM: ALADIN (Synergie), BOLAM (web), MOLOCH (web)

40 Satellite HR Vis + radar

41 Il sistema rilevamento fulmini Fornito dal CESI

42 IMMAGINI WEBCAM

43 La situazione attuale Il Bollettino meteo Emesso tutti i giorni, generalmente fra le 9.30 e le 11 Versione inglese e francese Televideo RAI 3 pag. 512 Risponditore telefonico: Mailing list pdf e txt Utenti fax Avvisi: fenomeni significativi (temporali, vento, )

44 La situazione attuale Avviso meteo avverse (vigilanza): emesso da DPC nel tardo pomeriggio, talvolta previa telefonata con Ufficio Meteo Aosta. Avviso criticità idrogeologica e idraulica (allertamento): emesso da CF Aosta (basato anche su bollettino vigilanza emesso da Ufficio Meteo Aosta) o da DPC. COR provvede agli invii via fax dell Avviso meteo o criticità a Comuni ed enti interessati, inoltre l Avviso è pubblicato sul web e comunicato via SMS.

45 La situazione attuale Il Bollettino di Vigilanza Emesso tutti i giorni entro le ore 13 Inviato a CF regionale, ma anche a Ufficio Valanghe, CVA, Direzione Viabilità Tre aree di allertamento ufficiali Divisione A1/A2 creata da noi: spesso differenza maggiore che tra A, B e C (flusso da NW - foehn)

46 La situazione fino all estate 2007 Avviso ondate di calore Emesso ed inviato ad AUSL entro le ore 14 se IC previsto >= 33

47 La situazione in un prossimo (?) futuro L allertamento viene gestito all interno dell amministrazione regionale Il bollettino vigilanza emesso da Ufficio Meteo Aosta contiene l Avviso meteo per piogge o temporali: -> CF regionale valuta se è il caso di emettere un Avviso criticità (e allora l Avviso meteo per piogge o temporali non viene inoltrato in quanto comporta un livello di attivazione più basso rispetto all Avviso di criticità) -> L Avviso meteo per altri fenomeni è competenza esclusivamente dell Ufficio Meteo Aosta -> COR provvede agli invii via fax dell Avviso meteo o criticità a Comuni ed enti interessati, inoltre l Avviso è pubblicato sul web e comunicato via SMS. Avviso meteo per: piogge intense: 4 aree temporali: tutta la regione nevicate: bassa valle e media valle (< 700 m) vento forte: tutta la regione forti e anomali abbassamenti di temperatura: bassa valle e media valle (< 700 m)

48 La situazione in un prossimo (?) futuro Il Bollettino di Vigilanza Quattro aree di allertamento ufficiali Previsione intensità precipitazioni anche per il terzo giorno, più tendenza per il quarto. Precipitazioni intense e/o temporali forti e diffusi possono dar luogo ad Avviso meteo. Per evitare ambiguità con i veri Avvisi di Protezione Civile, nel bollettino meteo la voce verrà cambiata in Segnalazioni.

49 La situazione in un prossimo (?) futuro Soglie per l emissione di Avviso meteo Piogge intense medie > 45 mm/24 h Temporali temporali forti e diffusi con probabili colpi di vento, generalmente associati al passaggio di un fronte freddo nella stagione estiva

50 La situazione in un prossimo (?) futuro Soglie per l emissione di Avviso meteo Nevicate Soglie riferite ai quantitativi previsti in 12 h 1 cm di neve su media o bassa valle nel periodo maggio settembre 30 cm in bassa valle e 40 cm in media valle (novembre marzo) soglie dimezzate nei mesi intermedi (ottobre e aprile) Vento forte intensità > 40 nodi (74 km/h) nel fondovalle

51 La situazione in un prossimo (?) futuro Soglie per l emissione di Avviso meteo Forti e anomali abbassamenti di temperatura Non si considera l effetto wind-chill, poco rilevante nel fondovalle valdostano T min < -12 C ad Aosta o Verrès T min < 0 C ad Aosta o Verrès nel periodo maggio - settembre

52 La situazione dall estate 2008 Avviso ondate di calore VdA: in estate temperature diurne elevate nel fondovalle ma di notte rinfresca -> estate 2008: soglia alzata di due punti ed associata a T min >= 20 C

53 Progetti Spazio Alpino FORALPS: Micro-radar in banda X ( radar-pluviometro ) Poco costoso, scansione nel piano verticale, range max circa 12 km, frequenza 9.4 GHz, funzionamento via SMS. Test con pluviometri -> se ok molto interessante per basso costo (soprattutto in regioni alpine) -> si può pensare ad un network di micro-radar posizionati nelle principali vallate della regione. Primi risultati sembrano incoraggianti anche nel caso di precipitazioni solide (neve), al contrario dei radar tradizionali.

54 Il micro-radar

55 Progetti Spazio Alpino METEORISK:

56 Siti meteo