Come si fa una previsione meteo?

I passi illustrati per chi non ha mai sentito parlare di
fohn, indice cape o temperatura delle nubi
Slide a cura di : Stazione Meteo Licata
Claudio Ortega
[email protected]
www.licatameteo.eu
Analisi sinottica (I)
 Il primo passo consiste nel valutare la situazione
meteorologica
in
atto
cioè
la
dinamica
della circolazione atmosferica su vasta scala.
Questo permette di individuare la posizione delle
figure bariche principali al suolo (cicloni, anticicloni
etc. ) e le correnti.
Ricordando………
Legge di Buy Ballot
Nell’emisfero Nord:
 il vento viaggia in verso antiorario attorno alle zone di
bassa pressione.
 il vento viaggia in verso orario attorno alle zone di alta
pressione.
Esempio di analisi sinottica
Nella mappa sono stati
evidenziati i centri di
bassa pressione (L), alta
pressione(H)
e le correnti rispettando
la legge appena vista.
In particolare in questa
mappa sono evidenziate
le isoterme (in nero),
cioè linee che uniscono
punti
a
uguale
temperatura e le isoipse
(in bianco) : linee che
uniscono punti a uguale
pressione a quella quota
Tipi di mappe (I)
 Principalmente
le mappe meteo riportano le grandezze
(temperatura ,pressione, etc .) a determinati livelli che
corrispondono ad altitudini. Infatti, sappiamo che la pressione
diminuisce più o meno regolarmente man mano che ci si alza . In
media, l'altitudine di una superficie isobara (ad esempio 500hPa)
resta costante (si parla d'atmosfera standard).
1013hPa=Livello del mare
850hPa=1460m
700hPa=3000m
500hPa=5500m
300hPa=9200m
Oltre, si entra nella stratosfera che non è importante dal punto di vista dei
fenomeni meteo che si collocano tra il suolo e la tropopausa
Tipi di mappe (II)
 Quindi con le mappe a vari livelli è possibile capire se ci sono variazioni
rispetto alle quote standard.
 Per valutare le variazioni si è introdotto un parametro noto come
GEOPOTENZIALE.
Per Geopotenziale si intende la quota alla quale la pressione atmosferica
raggiunge questo valore. Ad esempio, in media, l'altitudine della
superficie di 500hPa è di 5500m. Quest'altitudine può variare al variare
della
pressione
atmosferica
al
livello
del
mare.
Quindi, le carte viste, sono di facile interpretazione:
le zone con valori di pressione elevata sono comparabili agli anticicloni
(H) visti in una carta di pressione al livello del mare, mentre le zone di
bassa pressione (L) sono comparabili alle depressioni in una carta di
pressione al suolo.
Tipi di mappe : esempi (III)
Mappa al suolo
Mappa a 500 hPa
Mappa a 300 hPa
Modelli Meteo
I
modelli
numerici
di
previsione
meteorologica
sono
modelli
matematici dell'atmosfera che utilizzano le condizioni
meteorologiche
momentanee
come
input
delle equazioni per la previsione meteorologica in
momenti successivi.
 Ci sono due tipi principali di modelli:
quelli globali e quelli locali ad alta risoluzione (LAM).
Modelli Meteo Globali
 I modelli globali principali sono: GFS (centro meteo
americano), ECMWF (centro meteo europeo), UKMO
(inglese), GME (tedesco), GEM (canadese), JMA
(giapponese), NOGAPS (americano), SEMBAC
(americano), WMC (russo). Questi modelli si
differenziano per vari parametri, quali la risoluzione
orizzontale, l'orografia, i livelli verticali e i parametri
messi a disposizione pubblicamente.
Modelli Meteo Locali LAM
 Sono modelli a scala limitata, con risoluzione
orizzontale ed orografica molto piu' dettagliata
rispetto ad un modello globale, e quindi assai piu'
adatti alle previsioni per le ore o i giorni successivi fino
a 3 o 4 giorni.
 Vi e' da dire che i LAM sono inizializzati sul run di
analisi di un modello globale, cioe' prendono i dati di
inizio e del contorno da un modello globale e
successivamente elaborano la previsione secondo la
propria fisica.
Principali output dei modelli







Temperatura
Umidità relativa
Pressione
Vento
Nuvolosità
Precipitazione
Etc…..
Alcune sono grandezze derivate : ad esempio la
precipitazione si ottiene utlizzando le mappe di umidità
relativa
Problemi dei modelli
Le osservazioni sono imperfette
approssimata rappresentazione della realtà
approssimazioni dei metodi numerici
Le condizioni iniziali sono imperfette
atmosfera sistema dinamico caotico
Gli errori crescono in ampiezza
La scala spaziale degli errori cresce
Il paradosso della farfalla
di Edward Lorenz
 se oggi una farfalla sbatte le ali a Pechino,
domani si scatena un uragano nei Caraibi.
 Con ciò si vuol dare l’idea della
complessità di un sistema come quello
atmosferico, il cui comportamento, pur
essendo retto da equazioni matematiche
esatte, esibisce un’strema instabilità, che lo
rende ultrasensibile alle più minute
variazioni, e dunque essenzialmente
imprevedibile a medio e a lungo termine.
Previsioni Ensemble
 introduzione criteri statistici/probabilistici
 diverse previsioni che partono da diverse condizioni
iniziali tutte compatibili con l’incertezza associata
all’analisi
 Una volta ottenuta l'analisi possono comunque
esistere altre condizioni iniziali, differenti di poco, ma
egualmente plausibili entro il margine di incertezza
con cui è definita l'analisi stessa
 Di conseguenza si può fare una previsione
deterministica che parte dall'analisi ottenuta e che
potenzialmente dovrebbe essere la migliore
previsione.
Previsioni Ensemble (II)
 Il fatto di considerare più stati iniziali simili, ma
diversi, permette di tenere conto dell'incertezza
da cui parte la previsione, cioè l'approssimazione
con cui conosciamo lo stato attuale dell'atmosfera.
In rosso la media trentennale , in grigio la previsione ensemble
Altri strumenti : il satellite
Tipicamente i sensori posti a bordo dei satelliti meteorologici sono radiometri ovvero
strumenti che misurano la radianza spettrale emessa dall'atmosfera. Le bande spettrali di
acquisizione sono tipicamente il la banda del visibile e la banda dell'infrarosso ovvero
bande dove si riesce a captare la radiazione riflessa o emessa dalle nubi o sistemi nuvolosi.
Altri strumenti : il radar meteo
Rilevano il moto delle goccioline di pioggia o cristalli di neve e
permettono di determinare l'intensità della precipitazione
Altri strumenti :
temperatura e top delle nubi
Con queste informazioni è possibile non solo prevedere una
copertura nuvolosa ma anche avere un'idea significativa se
questa copertura è importante e se può portare precipitazioni.
Altri strumenti : radiosondaggi
I radiosondaggi sono osservazioni
di
alcune
variabili
o
parametri meteorologiche prelevate
attraverso una strumentazione di
misura agganciata ad un pallone
sonda
che
viene
rilasciato
in atmosfera.
Il
radiosondaggio
analizza
principalmente il profilo verticale
dell'atmosfera, cioè il cambiamento
di
alcuni
valori
quali
la temperatura e la pressione al
variare della quota.
Altri strumenti : indici di stabilità
Sono mappe che permettono
di individuare le zone con
instabilità atmosferica cioè
condizioni
favorevoli
allo
sviluppo
di
nuvolosità
convettiva, cumuli e cumulone
mbi, che possono dare luogo
a rovesci e temporali, più o
meno diffusi.
Altri strumenti : indice NAO
L'indice NAO (North Atlantic Oscillation) e' dato dalla differenza di pressione tra
la depressione d'Islanda e l'Anticiclone delle Azzorre che si registra in Oceano
Atlantico. Stabilito un valore medio di riferimento, vengono misurati gli scarti che
si verificano nell'arco di un anno rispetto ad esso. Generalmente, in presenza di
indice NAO positivo nella stagione estiva si verifica l'espansione verso l'Europa
dell'Anticiclone subtropicale africano che genera onde di calore. Nella stagione
invernale, invece, l'indice positivo e' responsabile di ciclogenesi sull'Europa sudoccidentale e nell'area meridionale del bacino del Mediterraneo per richiamo di
aria polare o subpolare.
Una buona previsione …
Come si capisce , una buona previsione è ottenuta considerando tutti questi
fattori e diversi tipi di carte e tenendo conto dei possibili errori introdotti dai
modelli.
Ad esempio se la città di Licata è posta all’interno di una griglia che comprende
anche Agrigento la quota media considerata sarà maggiore rispetto alla quota
s.l.m alla quale si trova realmente . Questo significa che verrà introdotto un
errore nella previsione della temperatura a 2m o di altri parametri.
• Ovviamente è impossibile fare tutti i calcoli a mano …. Ma la supervisione
manuale delle carte automatizzate permette di ottenere una previsione di
qualità migliore rispetto a una previsione completamente automatizzata.
Ecco perché a volte diversi siti (di cui no facciamo nome) che propongono
previsioni automatizzate sbagliano!!!!
Sicuramente vanno bene per avere una idea di massima del trend per i prossimi
giorni ma per avere previsioni dettagliate per una singola città diffidate dalle
previsioni automatizzate.
Flusso di previsione di SMLicata
Per la previsione a 3gg vengono seguiti questi passi:
ANALISI SINOTTICA (mappe a 850hpa, 500
hpa,,300 hpa subase GFS) , carte meteo fax
Consultazione modello
locale LAM Sicilia
Con inizializzazione
modello globale GFS
Consultazione modello
locale LAM Sicilia
Con inizializzazione
modello globale ECMWF
Consultazione modello
locale LAM Italia
WRF
Temperatura a 2m, umidità
, vento a 10m, nuvolosità,
precipitazioni
Temperatura a 2m, umidità , vento a 10m, nuvolosità, precipitazioni
Sovrapposizione campi e valutazione manuale
Mappa
prevista da
satellite
Flusso di previsione di SMLicata (II)
Consultazione bollettino
mare METEOMAR e
previsione AM vento e
mare 72h
Consultazione modello
vento e mare LAMMA
Vento direzione e intensità, altezza e periodo onda
Sovrapposizione campi e valutazione manuale
Produzione bollettino
Previsione ondate di calore SMLicata (I)
Consulazione modello
locale LAM SICILIA
Temperatura e umidità relativa
Calcolo dell’HEAT INDEX
L’Indice di Calore, “Heat Index” (HI), è un indice basato su un'equazione
empirica che permette di stimare il disagio fisiologico dovuto alla esposizione
a condizioni meteorologiche caratterizzate da alte temperature ed elevati
livelli di umidità dell’aria. Tale indice è valido solo per temperature uguali o
superiori a 27°C ed umidità relativa uguale o maggiore al 40%. È, quindi, adatto
per valutare il disagio termico durante la stagione calda, cioè quando il calore e
la radiazione solare possono rappresentare un serio problema.
Previsione ondate di calore SMLicata (II)
Consulazione modello
locale LAM WRF
Consulazione indice NAO
e previsioni ENSEMBLE
Calcolo dell’indice THOM "Discomfort Index"
E’ considerato uno dei migliori indici di stima della temperatura effettiva.
Quest'ultima è definita come "un indice arbitrario" che combina in un singolo
valore l'effetto di temperatura, umidità e movimento dell'aria sulla sensazione
di caldo o di freddo percepita dal corpo umano. La temperatura effettiva tiene
conto della temperatura di bulbo umido e della temperatura di bulbo asciutto
di posti ombreggiati e protetti dal vento. L'Indice è adatto per descrivere le
condizioni di disagio fisiologico dovute al caldo-umido ed è valido in un
intervallo termico compreso tra 21°C e 47° C.
Previsione incendi SMLicata (I)
Consulazione modello
locale LAM WRF
Consulazione bollettini
protezione civile SICILIA
Calcolo del FIRE INDEX
Ulteriori approfondimenti
 Sul web è possibile trovare un numero elevato di siti web dedicati
a questi argomenti.
 Con le attuali tecnologie e con la disponibilità di dati in tempo
reale è possibile implementare in maniera molto semplice una
sala operativa meteo utilizzando i prodotti disponibili online.
 Qui (http://www.licatameteo.eu) puoi trovare un sito web per la
città di Licata Meteo.
 Per ulteriori info contattami alla mail [email protected]
…. Cerco di rispondere a tutti nel limite delle mie conoscenze…