Parliamo di meteorologia con Andrea Boscolo – pt2

7 Giugno 20224 Luglio 2022

La “nostra” previsione… i “nostri” modelli…

PARTE SECONDA

La volta scorsa abbiamo visto l’importanza dei dati iniziali e della loro risoluzione al fine di ottenere una simulazione del comportamento dell’atmosfera… la nostra previsione…

Ma come si deve procedere quindi?

Le variabili meteorologiche devono, fondamentalmente, essere risolte sia nel piano orizzontale che verticale. Ci sarà pertanto la necessità di suddividere l’atmosfera in box e di questi box individuare i loro punti d’incontro ottenendo in questo modo delle griglie tridimensionali dove la distanza tra questi punti (nodi) non è altro che il passo della griglia stessa (Fig.2). Ecco allora che quando si consulta la cartina meteo c’è la possibilità di vedere il passo della griglia e capire quindi se stiamo guardando un modello a scala globale (GM) per avere un’idea delle probabili previsioni oltre le 48/72 ore (Fig.3) o a scala locale (LAM) per previsioni entro le 72 ore (Fig.4). Poiché le postazioni sinottiche però non coincidono con i punti della griglia si dovrà interpolare i dati osservati nei nodi generando in questo modo degli errori dovuti all’interpolazione. Tali errori saranno molto più importanti laddove non ci sono sufficienti dati; pensiamo ad esempio, per quanto riguarda il Mediterraneo e l’Europa, all’impossibilità di recuperare gli elementi sinottici nel Nord Africa in quanto nel Sahara non c’è alcuna postazione di misura. L’elaboratore, dopo aver interpolato i dati inizia il processo per risolvere le equazioni e quindi ottenere la risoluzione numerica della località interessata per un certo istante che coincide con l’orario di osservazione (00.00 – 06.00 – 12.00 – 18.00 UTC) . Ottenuti i dati, simula lo stato dell’atmosfera in un tempo Δt successivo ai valori iniziali prevedendo il comportamento dell’atmosfera stessa negli istanti successivi. Il processo avverrà per un numero di volte necessario per coprire il periodo di validità della previsione.

Il risultato finale ci permetterà a questo punto di visualizzare tramite software specifici in ogni nodo e per la validità temporale da noi richiesta (giorno e ora), i valori del vento, della pressione dell’umidità, della temperatura ecc. Dobbiamo ricordare però che questo risultato finale è affetto da errori causati, come abbiamo visto, dalle approssimazioni sia delle equazioni stesse sia dell’interpolazione dei dati iniziali. Per questo ci preme ricordare che il risultato finale a noi fruibile è avvenuto, dall’osservazione dei dati, dopo circa 5/6 ore per i GM e addirittura 8/10 ore per i LAM e pertanto già “vecchio” di tale tempo. In situazioni sinottiche complesse una piccola variazione di uno degli elementi sinottici osservati potrebbe, in realtà, portare ad una situazione meteorologica diversa da quella prevista con il risultato che la previsione letta è in parte “non corretta”.

Del resto l’atmosfera è un sistema caotico dove i vari passaggi da uno stato all’altro non avviene in maniera costante e lineare ma per variazione brusche e non prevedibili. Ecco perché a volte la previsione da noi letta non è quella che osserviamo realmente.

Oltre a questo dobbiamo poi aggiungere il tipo di modello che noi stiamo consultando, come abbiamo spiegato all’inizio, ci sono modelli a scala sinottica (GM) e quelli a meso-scala (LAM). Vediamo allora quali sono le differenze tra i due e come possiamo quindi gestire correttamente l’informazione integrando i risultati di tutti e due i diversi tipi di modello.

Modello a scala sinottica: modello a “grande” maglia topografica (normalmente da 60x60km fino a 120x120km agli antipodi) che quindi non può simulare gli effetti di “canalizzazione” del vento. Questo modello viene inizializzato (ovvero i dati di input sono…) con i dati delle stazioni (cioè delle misure) della rete sinottica al suolo tutte le 6 ore sinottiche (00.00UTC, 06.00UTC, 12.00UTC, 18.00UTC). Questo modello NON è in grado di rappresentare gli effetti termici (cioè le brezze di mare e di valle), e gli effetti orografici (tipo le depressioni sotto vento). E’ utile ed indispensabile per avere una rappresentazione globale dello stato dell’atmosfera ed una valutazione del vento di gradiente. Ricordiamo, tra questi modelli, il GFS, il NGP, l’ARPEGE, l’ECMWF, l’UKMO ed il modello del DWD tedesco.
Modello a meso-scala: il modello a meso-scala (o ad area limitata) è un modello caratterizzato da una maglia topografica “fine” che può arrivare, secondo i casi, fino a 1kmx1km e anche inferiori in caso di progetti sportivi d’eccellenza come Olimpiadi e Coppa America. Ovviamente rappresenta in maniera corretta (o meglio più precisa rispetto al modello sinottico) i fenomeni orografici e, se non idrostatico, può anche simulare i fenomeni termici ovvero le brezze. Il problema di questo modello è che viene “inizializzato” con i dati dei modelli sinottici e quindi se lo stesso modello sinottico non è preciso, per ciò che abbiamo spiegato prima, è ovvio che l’errore si ripercuote anche sul risultato finale. E’ altresì vero che il modello alla meso-scala è più preciso del modello sinottico e quindi il risultato è comunque più affidabile. Tra i modelli alla meso-scala ricordiamo HIRLAM, RAMS, LM, BOLAM, MOLOCH ed i più moderni modelli WRF, AROME, ICON-EU e “PredictWind” che arriva alla scala di 1kmx1km.

Vi raccomando sempre di controllare l’ora di inizializzazione perché più recente è l’uscita del modello (output), più precisa sarà la previsione. Vi suggerisco di utilizzare sempre le versioni a pagamento dei siti web dove potete scaricare le previsioni dei modelli, perché solo in tal modo vi garantirete di avere le carte aggiornate… Spesso nel settore gratuito riuscite a reperire le immagini di previsioni con inizializzazione nelle 12-24h precedenti ed una maggior possibilità di avere risultati già “vecchi” e poco affidabili (il famoso “errore di timing” è “dietro l’angolo” che vi aspetta…).

Come avrete potuto capire per fare una corretta previsione è necessario valutare e prendere in considerazione diversi fattori, considerando che per avere una eccellente previsione eventualmente ci si può affidare alla figura dell’”Esperto Analista Ambientale” che elaborerà non solo una “corretta previsione”, ma anche la “miglior previsione”.

Fig. 1 – Processo di sviluppo di una previsione meteorologica.

Fig. 2 – Griglia d’interpolazione con nodi per modello con risoluzione 15 km (figura a sinistra), e per modello con risoluzione a 5 Km (figura a destra).