Frank S. Marzano. Fellow IEEE, RMetS. Sapienza Università di Roma, Roma, Italy Centro di Eccellenza CETEMPS, L Aquila, Italy

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1 Frank S. Marzano Fellow IEEE, RMetS Sapienza Università di Roma, Roma, Italy Centro di Eccellenza, L Aquila, Italy Contatti: frank.marzano@uniroma1.it STMWR 1

2 Nubi viste da fuori Luke Howard, 1803, Essay on the modification of clouds 2

3 Nubi viste da fuori (cumulonimbus) Ma possiamo fotografare le nubi da DENTRO? Possiamo misurarne il contenuto e non solo la FORMA? 3

4 Sommario 1. Le nubi da dentro Principi di misura Passeggiare tra le gocce 2. I radar meteorologici Terilevamento e radar meteorologici Prodotti di radar meteorologici 3. La rete radar meteorologica italiana Mosaico radar nazionale Servizi a scala nazionale e regionale 4. Considerazioni finali La storia Il presente e il futuro 4

5 Nubi viste da dentro cavalcando un onda Onde elettromagnetiche come cavalli invisibili: misurare l eco (elettromagnetica) della pioggia Radar meteorologico 5

6 Nubi da dentro passeggiando tra le gocce Lunghezza d onda elettromagnetica l c Passo di una persona l lf T Per misurare l eco della pioggia, la lunghezza d onda (passo) deve essere comparabile con la dimensione delle gocce (sassi) [Principio di diffrazione di Rayleigh, 1899] 6

7 Nubi da dentro inciampando nelle gocce Idrometeore nelle nubi SILLOGISMI Idrometeore delle nubi (sassi): da 0.1 cm a 10 cm Principio di Rayleigh: Lunghezza d onda (passo) da 0.1 a 10 cm Gocce di pioggia MICROONDE Lunghezza d onda da 0.1 a 10 cm Frequenza da 3 a 30 GHz (10 9 /s) Grandine P.S. : la luce visibile (lunghezze d onda del micron) NON riesce a entrare nelle nubi precipitative 7

8 Sommario 1. I principi di misura Come vedere le nubi da dentro Passeggiare tra le gocce 2. I radar meteorologici Terilevamento e radar meteorologici Prodotti di radar meteorologici 3. La rete radar meteorologica italiana Mosaico radar nazionale Servizi a scala nazionale e regionale 4. Considerazioni finali La storia Il presente e il futuro 8

9 Radar ma non solo il telerilevamento Punti di vista... Radar, SAR (attivo MW) Z a [db] s 0 [db] L [Wm -2 sr] Radiometro (GEO, passivo VIS-IR) T A [K] Radiometro (LEO, passivo MW-IR) Radar (attivo MW) Z a [db] MW/OPT links A [db/km] Radiometro (passivo IR, MW) T A [K] Pluviometro (mm/h) 9

10 Il radar meteorologico RADAR è l acronimo di RAdio Detection And Ranging Permette di stimare in tempo quasi reale ( 10 minuti) e su vaste aree (fino a 200 km 2 ) ad alta risoluzione spaziale (< 1 km 3 ) intensità di precipitazione tipo e quantità di idrometeore (pioggia, neve, grandine) velocità e direzione di spostamento del sistema precipitativo mm/h m/s PRECIPITAZIONE VELOCITA VENTO 10

11 Nubi da dentro e sistemi da fuori Radar meteorologici a MICRONDE e loro dimensioni per varie frequenze d uso Radar in banda S (a Ft. Collins, CO, USA) 80 cm Radar in banda C (a Preturo, L Aquila, Italia) 3,66 m 15 m Radar in banda X Sapienza UniRoma (Roma, Italia) 11

12 I radar meteo visti da dentro 12

13 Cosa ottengo da un radar meteorologico? Intensità di pioggia interpolate da rete pluvometrica (mm/h) Mappa di intensità di pioggia, espressa in mm/h e rappresentata in falso colore 13

14 Previsioni da radar meteo? Qualche ora Radar Horizontal maps Predicted horizontal maps t Analysis window Nowcasting algorithm Requirement: Execution time < t Forecast window Metodologia SPARE (Montopoli, Marzano, Vulpiani et al., 2013) 14

15 Sommario 1. I principi di misura Come vedere le nubi da dentro Passeggiare tra le gocce 2. I radar meteorologici Terilevamento e radar meteorologici Prodotti di radar meteorologici 3. La rete radar meteorologica italiana Mosaico radar nazionale Servizi a scala nazionale e regionale 4. Considerazioni finali La storia Il presente e il futuro 15

16 Perché usare un radar meteorologico? [P.P. Alberoni, L. Baldini, R. Cremonini, F.S. Marzano, 2015] 16

17 L unione fa la forza la rete radar italiana Ogni 10 minuti mosaico della precipitazione in Italia Test di Qualità Visibilità teorica (DEM) Visibilità empirica (OM) Rumore di terra (Clutter) Banda brillante (FL) Picchi anomali Correzioni RadioLAN (CM) Attenuazione Il Sistema nazionale di 24 radar oggi mediamente acquisisce 200 Volumi Polari ogni ora e complessivamente genera più di 200 prodotti ogni ora. 17

18 Nubi da dentro e ovunque in Italia Animazione della mappa del mosaico radar del 22 marzo 2017 dalle 14 alle 20 UTC. Sovrapposizione con copertura nuvolosa e campo vettoriale di vento da satellite. 18

19 Sommario 1. I principi di misura Come vedere le nubi da dentro Passeggiare tra le gocce 2. I radar meteorologici Terilevamento e radar meteorologici Prodotti di radar meteorologici 3. La rete radar meteorologica italiana Mosaico radar nazionale Servizi a scala nazionale e regionale 4. Considerazioni finali La storia Il presente e il futuro 19

20 L unità di Italia una storia lunga F. Guicciardini, La Historia d Italia, 1540 "Il Senato e la Camera dei Deputati hanno approvato; Noi abbiamo sanzionato e promulghiamo quanto segue: Articolo unico: Il Re Vittorio Emanuele II assume per sé e suoi Successori il titolo di Re d'italia. Da Torino addì 17 marzo 1861". Il 21 aprile 1861 quella legge diviene la prima del neocostituito Regno d'italia. Quest'ultimo è il risultato di un percorso iniziato con un'italia divisa in sette Stati, attraverso la 1^ guerra d'indipendenza ( ), la 2^ guerra d'indipendenza ( ) e la spedizione dei mille (1860) e conclusosi con la proclamazione di Vittorio Emanuele II Re d'italia. Fonte: difesa.it Il processo di unificazione continuò con la 3^ guerra d'indipendenza (1866), la seconda spedizione di Garibaldi verso Roma (1867) e l'annessione di Roma (1870). Con la 1^ guerra mondiale ( ) si concluse il processo di unificazione nazionale. 20

21 Rete radar come sistema nazionale Comunità operativa Comunità tecnicoscientifica UNIVERSITA CNR ISPRA CINFAI SAR Regione Liguria ARPA Piemonte ENAV A.M. Sardegna ARPA-SIMC CFC EmR Regione Abruzzo PR. Auton. Trento e BZ Regione FVG Regione Veneto Il Sistema nazionale di allertamento usa il mosaico nazionale dei radar meteorologici italiani mettendo a fattore comune sistemi e risorse. 21

22 E l unità della Meteorologia italiana.? Rete radar nel 2001 Rete radar nel 2017 Rete radar come sistema e modus operandi Condivisione di metodi, procedure, pratiche Cooperazione tra enti e persone senza pregiudizi nell interesse comune nazionale Ma per i servizi meteorologici italiani istituzionali (regionali e militari) a che punto siamo? Gutta cavat lapidem. Grazie. frank.marzano@uniroma1.it verso un SERVIZIO METEOROLOGICO NAZIONALE UNIFICATO? 22