Matteo Gianatti - Università degli Studi di Milano

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1 ANALISI METEO-CLIMATICA FORNI VALFURVA SETTEMBRE-4 OTTOBRE 2 La seguente analisi ripercorre l andamento meteo-climatico presso il Ghiacciaio dei Forni (Comune di Valfurva, SO) nei consecutivi tra il settembre e il 4 ottobre 2, avvalendosi dell'interpretazione delle relazioni fra le variabili climatiche esaminate: temperatura, radiazione solare, precipitazioni. La vivace dinamicità atmosferica, che ha caratterizzato il primo mese dell autunno meteorologico, giustifica l intervallo temporale scelto per le osservazioni. Nel dettaglio, sono stati considerati: dati di temperatura, misurazione ogni (Forni AWS 1 - stazione automatica dell Università degli Studi di Milano); dati giornalieri di temperatura (Forni, Caterina, Bormio - ARPA Lombardia); dati di radiazione solare incidente, misurazione ogni (Forni AWS 1); dati giornalieri di precipitazione ( Caterina - ARPA Lombardia). L andamento termico rilevato dalla stazione AWS 1 presso il Ghiacciaio dei Forni è stato confrontato con quello di altre stazioni poste a diversa quota. Partendo dai dati orari di temperatura, ho calcolato i valori di massima, minima e media giornaliera per le stazioni Forni AWS 1 (2669 m), Forni (221 m), Caterina (176 m) e Bormio (126 m). TEMPERATURE MINIME GIORNALIERE TEMPERATURE MASSIME GIORNALIERE TEMPERATURE MEDIE GIORNALIERE Data /9/ Forni UNI (2669 m) 2,6 Forni (221 m) 6,4 Caterina (176 m),2 Bormio (126 m) 12, Forni UNI (2669 m) 7,71 Forni (221 m) 11,2 Caterina (176 m) 14,1 Bormio (126 m) 1, Forni UNI (2669 m),44 Forni (221 m),7 Caterina (176 m) 1,6 Bormio (126 m) 14, 6/9/ 4,72,7 9,7 1,2,7 1, 16,4 22, 7,42 1,7 12,1 16,6 7/9/ -,6 2, 4,2,2 7,6 9,6 1,4 16,2 4,1 7,4 9, 1, /9/ -,71 2,2 1,6 6,6 9,1 12,6 17,2 21,4,47 7,,1 1,1 9/9/ 2,6 4,2 2,2,2 12,2 1,1 16, 21,9 7,9 1, 9,1 14,6 1/9/ 6,2 1,6 6,1 1, 12,9 1, 21,4 2,,9 1, 12,6 16, 11/9/,94 9,4 7, 11, 12, 17,4 22, 24,2 9, 12, 1,2 17,1 12/9/ 4,24 7,,4 1,6 7,4 1, 1, 19,9,9 1,2 11,6 1, 1/9/ -,47 1,4,1,1 6,92 1, 11,2 14,2,69 6,1, 11, 14/9/ -2,24,6 4,4 6,6 6,49 4,, 1, 1,6 2,,9,9 1/9/ -,4-2,2 1, 4,6 2,4,6, 12,4-2,9 1,1 4,7, 16/9/ -7,1-2,2-1,2, 6,6,4 9,7 16, -2,9 1,2,4 1, 17/9/ -6, -1, -,2 2,,7 9, 11,6 1,7,4, 4,,9 1/9/ -1,91 -,4, 6,2 9,12 9,6 1,6 16,1 2,1 4,7 7,9 11,1 19/9/ -2,74 2, 1, 9, 6,9, 12,6 1, 1, 4,7 6,9 1,1 2/9/ -4,42 -, -1,2 6, 6,9 9,7 12,9 19,1 -,, 4,7 11,7 21/9/ -6,44-1,6-1,, 7,7,, 1, -1,1 1,9,,6 22/9/ -,6 -, -, 1, 6,2 4,2,7 1, -,, 2, 7, 2/9/ -6,66-2,6,2,7,42 2,9 6,6 1,7 -,9 -, 2,9 6,9 24/9/ -7,14-2, -,6,2 4,9,4 9,1 14, -2,4 1,1 4,,6 2/9/ -, -1,2-1, 4,6 4,97 4,,2 1, -2,26,9,4,4 26/9/ -, -1,6-1,6,,9 6,2 1,4 16, -1,7 1,7, 9,2 27/9/ -, -2, -1,4,4 7,46,6, 1,6-1,2 1,,,2 2/9/ -7,7-2,2 1,6 4,1, 7,6 9, 1, -1,44 1,9 4,4,7 29/9/ -2,2,2-2,2 2,4 6,11 9,1 1,2 14,6 1,,,,7 /9/ -4,9 -,4 -, 4,4 6,27,6 1,1 1, -,2 2,4,1 9, / -1,4 1,6,,2 9,7,2 11, 16,1,7,9,7 1,7 / -1, 1,6 2,7 9, 1,9,4 1, 12,,4,7,9 1,1 / -,6 -, -2, 1,7 1,2,7 6,2,9 -,66 -,7 2,,6 / -12,2 -,9 -,1 -,7-2,9 1, 4,9 9, -,4-4,4 -,6, In rosso sono indicati i valori originariamente mancanti, ricalcolati utilizzando il lapse rate tra due quote note (riferite al sistema geodetico WGS4). Le serie incomplete di Forni ARPA e Caterina hanno reso indispensabile il calcolo del lapse rate per ciascun valore minimo, massimo e medio giornaliero di temperatura, partendo da quelli 1

2 noti di Bormio e Forni AWS 1. A tal proposito, si è reso necessario conoscere la quota delle località ove sono collocate le stazioni di riferimento. In questo modo, risalendo ai dati mancanti, è stato possibile ricostruire il grafico completo delle temperature mensili per tutte quattro le località. T M I N I M E T M A S S I M E T M E D I E Caterina - Forni - Bormio - Forni Caterina - Forni - Bormio - Forni Caterina - Forni - Bormio - Forni Data Forni UNI Forni UNI UNI Forni UNI Forni UNI UNI Forni UNI Forni UNI UNI /9/,62,,67,71,7,7,7,72,6 6/9/,,,6,4,92,97,2,7,6 7/9/,,76,6,6,4,61,61,69,6 /9/,26,6,2,9,77,7,1,,69 9/9/ -,,4,9,,62,6,22,6, 1/9/ -,2,96,2,9,112,7,4,11,4 11/9/,12,77,42,1,1,,4,77, 12/9/,46,79,67,4,124,9,6,9,6 1/9/,62,42,61,4,6,2,4,4, 14/9/,74,6,6,2 -,,29,4,2,6 1/9/,71,71,71,72,72,72,1,1,1 16/9/,7,12,9,7 -,21,71,71,92,96 17/9/,1,111,7,2,24,,4,7,6 1/9/,,4,,,11,,6,6,6 19/9/,42,1,4,72,4,7,6,71, 2/9/,6,92,,67,62,7,,,4 21/9/,7,1,7,12 -,4,4,4,6,6 22/9/,,9,7,21 -,,44,67,79,1 2/9/,76,9,74 -,2 -,12,16,7,69,7 24/9/,7,1,74,,1,67,71,7,7 2/9/,4,92,71,6 -,22,6,6,7,76 26/9/,47,9,6,9,2,,,76,7 27/9/,49,,66,1 -,41,44,9,69,71 2/9/,14,124,,16 -,17,6,6,74,72 29/9/,1,6,4,4,66,6,27,,2 /9/,4,9,64,4 -,1,4,9,,69 /,49,67,6,14 -,,46,4,67,7 /,4,6,7,9,77,72,6,72,69 /,74,74,74,4,4,4,66,66,66 /,6,6,6,7,7,7,6,6,6 Lapse rate ( C/m). Nella tabella successiva sono trascritti i dati giornalieri di temperatura (minima, massima e media), escursione termica e radiazione solare a onda corta per la stazione Forni AWS 1, e il quantitativo pluviometrico indicato dalla strumentazione dell'arpa. DATI GIORNALIERI FORNI UNI FORNI DATI GIORNALIERI FORNI UNI FORNI Data T min T max T med Escurs SW in media prp Data T min T max T med Escurs SW in media prp /9/ 2,7 7,7,4,1 2,2,6 2/9/ -4,4 6,9, 11, 194,2, 6/9/ 4,7,9 7,4 4,2 6,7 1,6 21/9/ -6,4 7,7-1, 14,2 14,, 7/9/ -,6 7,6 4,,2 4, 14,4 22/9/ -,1 6, -,6 14,9 1,1,2 /9/ -,7 9,2, 9,9 29,6, 2/9/ -6,7,4 -,4 1,1 11,4,6 9/9/ 2,7 12, 7,1 9,7 26,9, 24/9/ -7,1 4,6-2,4 11,7 162,, 1/9/ 6, 1, 9, 6,7 17,2, 2/9/ -,4, -2, 1, 9,4,6 11/9/,9 12, 9, 6,6 19,1 1, 26/9/ -,,1-1,7 1,9 16,9, 12/9/ 4,2 7,4,9,2 6,9,4 27/9/ -, 7, -1, 1, 161,, 1/9/ -, 6,9,7 7,4,1,2 2/9/ -7,,4-1,4 16,2 149,, 14/9/ -2,2 6, 1,1,7 7, 16, 29/9/ -2, 6,1 1,,4 14,4, 1/9/ -,4 2, -2,6 7, 114,7 /9/ -4,6 6, -,2 1,9 12,, 16/9/ -7, 6,4 -, 14,2 227,, / -1,4 9,7,9 11,1 142,4, 17/9/ -6,,7,4 14,7 22,, / -1, 1,9,, 46,2 1, 1/9/ -1,9 9,1 2,2 11, 16,, / -,7 1, -,7 9,9 2,9 19/9/ -2,7 6,1 1,, 1,, / -12, -2,9 -, 9,9 14, Per i valori di piovosità, la serie mostra delle lacune. Il problema si pone solamente nel caso in cui si fossero manifestate delle precipitazioni. Il calcolo della pioggia cumulata per una determinata 2

3 area risulta, infatti, particolarmente delicato. In alternativa, è comunque possibile risalire sommariamente alle condizioni meteorologiche verificatesi un tal giorno, tramite l'analisi dei modelli previsionali a scala continentale (distribuzione della pressione al suolo e a diversi livelli della troposfera, posizione dei fronti perturbati), e della radiazione solare incidente (in funzione della copertura nuvolosa). Dal confronto termico per le quattro stazioni summenzionate, ne risulta un andamento medio piuttosto omogeneo durante il periodo considerato (curve sub-parallele), salvo locali inversioni termiche (dove le curve s'intersecano). Le oscillazioni evidenziate trovano conferma nell'evoluzione meteorologica osservata tra il settembre e il 4 ottobre 2. Prima decade di settembre instabile e piovosa, ma complessivamente molto mite, con temperature ancora estive, a causa dei venti meridionali innescati dall'insistenza sul Mediterraneo dell'alta pressione sub-tropicale. Dal giorno 11 il tempo torna a peggiorare; le temperature cominciano ad abbassarsi, soprattutto a causa di una maggiore copertura nuvolosa. Il 1 giunge aria polare, che provoca un'ulteriore destabilizzazione atmosferica, cui segue un più sensibile raffreddamento, accompagnato dalle prime nevicate sopra i 2 metri. Dal 1 settembre in avanti entra definitivamente in scena l'autunno, che mantiene le temperature medie giornaliere frequentemente al di sotto degli zero gradi. In questa lunga fase, la ventilazione giunge in prevalenza dai quadranti orientali, ed è associata ad un'anomala configurazione barica al suolo e in quota, nota come Ponte di Wejkoff. Qualche modesta precipitazione compare nella terza decade di settembre, nevosa fin sotto i 1 metri. Il 2 ottobre le temperature subiscono un'ulteriore, brusca diminuzione, a causa di un nuovo peggioramento. Neve fin sotto i 14 metri il giorno per l'arrivo di aria artica dalla Groenlandia. Temperature medie giornaliere - /9-/ C Forni UNI Forni Caterina Bormio Le inversioni termiche sono più facilmente apprezzabili dal confronto grafico per le temperature minime e massime. Si parla d'inversione termica quando la temperatura cresce all'aumentare della quota, anziché diminuire. Il fenomeno è molto frequente durante la stagione fredda e interessa generalmente le valli e le conche più riparate dalle correnti, specie durante le fasi anticicloniche. Al

4 verificarsi di un'inversione, il lapse rate assume valore negativo (si veda nella tabella a pagina 2: per esempio, il 16 settembre nella colonna Forni-Forni UNI per le temperature massime). Temperature minime giornaliere - /9-/ C Forni UNI Forni Caterina Bormio Temperature massime giornaliere - /9-/ C Forni UNI Forni Caterina Bormio Il grafico seguente mostra in dettaglio l'andamento termico rilevato dalla stazione AWS 1 dell'università degli Studi di Milano presso il Ghiacciaio dei Forni. 4

5 Forni UNI - Ciclo termico mensile /9-/2 C T minima T massima T media Il quadro è completato dal diagramma relativo agli accumuli pluviometrici giornalieri registrati dalla stazione dell'arpa. Si notino le variazioni medie di temperatura in concomitanza degli eventi piovosi (mancano i dati dei 2 e ottobre). Forni ARPA - Precipitazioni giornaliere /9-/2 mm 7,, 2,, 27, 2, 22, 2, 17, 1, 12, 1, 7,, 2,, Precipitazioni giornaliere Radar del 1/9/2, ore 2.. Dall'evoluzione meteorologica sappiamo che la neve ha fatto la sua comparsa il 1 settembre. Le immagini radar di quel giorno ci restituiscono un quadro dominato dalle precipitazioni, che, stando ai dati orari di temperatura, si sarebbero verificate, in serata, con valori prossimi allo zero. Lo studio dell'andamento del bilancio radiativo a onda corta necessita queste premesse: il passaggio dalla stagione estiva a quella fredda è accompagnato da una lenta ma progressiva variazione dell'insolazione giornaliera (meno ore di luce);

6 la radiazione solare incidente tiene conto soprattutto delle condizioni atmosferiche. A questo punto, possiamo osservare che: lo scarto tra il valore massimo e quello minimo medio giornaliero è contenuto nelle giornate piovose o comunque con cielo coperto; per il periodo compreso tra il 16 settembre e il 1 ottobre 2 si evidenziano valori medi di radiazione incidente discretamente elevati, indici di tempo più stabile e con poche piogge. Il confronto dei dati medi giornalieri ci restituisce il quadro delle condizioni d'insolazione dominanti per quella giornata. Laddove la differenza tra i valori medi di massimo e di minimo non è molto pronunciata, possiamo ipotizzare che il cielo sia rimasto nuvoloso/coperto per molte ore, senza tenere conto dei massimi giornalieri assoluti di radiazione, che possono essere indicativi solamente di un breve intervallo temporale (durante una schiarita a mezzogiorno, per esempio). Forni UNI - Radiazione media giornaliera entrante (24 h) Il grafico successivo considera soltanto i dati registrati fra le 6 e le 1 (la scelta, puramente convenzionale, è basata sulla durata media del dì in questo periodo dell'anno, che è di circa 12 ore), omettendo, in tal modo, la maggior parte dei valori uguali a zero (rilevati durante le ore notturne). L'andamento rispetta, tuttavia, quello precedente, relativo alla media giornaliera calcolata per le 24 ore. Forni UNI - Radiazione media giornaliera entrante (h 6-1) W/m² SW in media 24 h SW in min 24 h SW in max 24 h W/m² SW in media med h 6-1 SW in media min h 6-1 SW in media max h 6-1 Confronto con l'andamento orario. Si notino i picchi massimi di radiazione giornaliera. 6

7 Forni UNI - Radiazione SW entrante - /9-/ Altrettanto interessante è lo studio della variazione del lapse rate ( C/km), calcolato per la variazione verticale di temperatura tra la quota di Bormio e quella della stazione AWS 1 presso il Ghiacciaio dei Forni. L'entità del gradiente termico verticale dipende da temperatura e umidità della massa d'aria al suolo. L'aria secca si raffredda molto più velocemente rispetto all'aria umida (circa 1 C/1 m). Al di sopra del punto di rugiada (temperatura di saturazione dell'aria), la temperatura calerà di soli,-,6 C/1 m. Affluenze d'aria dalle diverse latitudini possono modificare sensibilmente il lapse rate oltre una certa quota, ove s'incontrano due masse d'aria con caratteristiche termodinamiche differenti (quella presente e quella in arrivo). Inoltre, vista la distanza spaziale fra le due stazioni di riferimento (Bormio e Forni AWS 1), occorre tenere conto delle condizioni meteorologiche locali (stato del cielo, intensità e direzione del vento, venti catabatici su ghiacciaio...), in virtù delle quali, a maggior ragione, le differenze di temperatura possono disubbidire al gradiente termico calcolato. Lapse rate Bormio-Forni UNI - /9-/ W/m² C/km LR/km T min Bormio - Forni UNI LR/km T max Bormio - Forni UNI LR/km T med Bormio - Forni UNI 7

8 La tabella conclusiva ripropone i dati giornalieri per tutte la variabili analizzate. In rosso sono evidenziati i valori massimi, in blu quelli minimi per ciascuna grandezza. Le celle azzurrine indicano i con precipitazioni. LR medio Bormio-Forni SW in media SW in media h 6-1 SW in max T min ( C) T max ( C) Esc ( C) T media ( C) UNI ( C/km) 24 h (W/m²) (W/m²) (W/m²) Pluvio (mm) Data Forni UNI Forni UNI / Forni UNI / Forni UNI Forni UNI Forni UNI ARPA /9/2 2,6 7,71,6,44 6,12 2,2 1,2 6,,6 6/9/2 4,72,7 4,1 7,42 6,4 6,7 1,9 99,2 1,6 7/9/2 -,6 7,6,16 4,1 6,6 4, 7,9 79, 14,4 /9/2 -,71 9,1 9,6,47 6,676 29,6 49,7 96,, 9/9/2 2,6 12,2 9,67 7,9,24 26,9 44, 4,9, 1/9/2 6,2 12,9 6,7,9, ,2 2, 92,1, 11/9/2,94 12, 6,9 9,,2 19,1 267, 96,2 1, 12/9/2 4,24 7,4,16,9 6,6241 6,9 12,6 67,1,4 1/9/2 -,47 6,92 7,9,69,6169,1 6, 29,7,2 14/9/2-2,24 6,49,7 1,6,429 7, 167,6 6, 16, 1/9/2 -,4 2,4 7,77-2,9 7,94 114,7 22,2 27, 16/9/2-7,1 6,6 14,17-2,9 9,16 227, 4,7 91,, 17/9/2-6,,7 14,7,4,6 22, 422, 66,2, 1/9/2-1,91 9,12 11, 2,1 6,176 16, 7,6,7, 19/9/2-2,74 6,9, 1,,67 1, 249,7 111,, 2/9/2-4,42 6,9 11,1 -,, ,2 72,9 2,1, 21/9/2-6,44 7,7 14,17-1,1 6,6 14, 2, 16,, 22/9/2 -,6 6,2 14, -, 7,64 1,1 297, 117,,2 2/9/2-6,66,42 1, -,9 7,127 11,4 227, 121,,6 24/9/2-7,14 4,9 11,7-2,4 7, , 11,7 9,, 2/9/2 -, 4,97 1,2-2,26 7,794 9,4 179,4 4,9,6 26/9/2 -,,9 1,9-1,7 7,1 16,9 262, 9,, 27/9/2 -, 7,46 1,29-1,2 6,99 161, 9,7 79,, 2/9/2-7,7, 16,16-1,44 7,1 149, 27,6 767,2, 29/9/2-2,2 6,11,4 1,,92 14,4 27,4 766,9, /9/2-4,9 6,27 1,6 -,2 6,72 12, 241, 17,7, /2-1,4 9,7 11,1,7 6, 142,4 27, 69,7, /2-1, 1,9,26,4 6, ,2,7 27, 1, /2 -,6 1,2 9,9 -,66 6,412 2,9 19,2 4,7 /2-12,2-2,9 9,9 -,4,46 14, 2,2,