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DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI SISTEMI DI MONITORAGGIO Daniele Sforzi CESVOT PRONTI A TUTTO.

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Presentazione sul tema: "DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI SISTEMI DI MONITORAGGIO Daniele Sforzi CESVOT PRONTI A TUTTO."— Transcript della presentazione:

1 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI SISTEMI DI MONITORAGGIO Daniele Sforzi CESVOT PRONTI A TUTTO

2 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Meteo e Clima La CLIMATOLOGIA è la scienza che si occupa delle "condizioni atmosferiche medie" (clima) La METEREOLOGIA studia i fenomeni fisici responsabili del tempo atmosferico. Essa si basa sull'osservazione, sulla misurazione e sulla previsione dei fenomeni atmosferici e delle variabili misurabili ad essi legati come ad esempio la temperatura dell'aria, lumidità atmosferica, la pressione atmosferica, la radiazione solare e la velocità e direzione del vento

3 Circolazione globale e teleconnessioni Latmosfera è un sistema caotico Latmosfera è governata da equazioni differenziali (moto dei fluidi) che possono essere risolte analiticamente soltanto conoscendo le CONDIZIONI AL CONTORNO e le CONDIZIONI INIZIALI La combinazione di queste due osservazioni comporta un risultato importante: –In atmosfera condizioni iniziali leggermente diverse possono portare a risultati anche molto diversi tra loro Piccole variazioni nelle condizioni iniziali producono grandi variazioni nel comportamento a lungo termine di un sistema (atmosfera)

4 Circolazione globale e teleconnessioni Lorenz (1963) fu il primo ad analizzare questo effetto che ribattezzò Effetto Farfalla

5 La prima cosa da chiedersi ma per quale attività ci serve la previsione meteo? -Attività quotidiana -Ricerca scomparsi -Incendio indrustriale -Attività su neve -Incendio boschivo -Servizio di piena -Agricoltura -Turismo -Edilizia -Attività sportiva

6 Proverbi - Quando l'isola mette il cappello,piombinesi preparate l'ombrello!! - Cielo rosso di sera bel tempo si spera - Cielo a pecorelle acqua a catinelle - Quando il monte Morello mette il cappello, fiorentino prepara l'ombrello - Rannuvola sulla brina, acqua o neve domattina - Rosso di sera bel tempo si spera, rosso di mattina la pioggia s'avvicina - Nevica bene se dalla Corsica viene!. - Se nevica avanti il ceppo sette volte sul tetto - Neve marzolina dalla sera alla mattina - Se il Serra ha il cappello,pontederese prendi l'ombrello - Gennaio asciutto,grano dappertutto - Sotto la neve pane, sotto la pioggia fame - La tramontana la pioggia tiene lontana - Se rannuvola sulla brina avanti buio fa una pisciantina

7 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Stazione Meteo

8 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Il meteo in Toscana Il Sistema meteo in Toscana

9 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI IL SISTEMA METEO IN TOSCANA Soggetti: - Consorzio LaMMA - Servizio Idrologico regionale - ARSIA Centro Funzionale Regione Toscana

10 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Terminologia Intensità pioggia TermineValore mm/h Deboli0 – 3 mm Moderate3 – 15 mm Intense15 – 40 mm Estreme> 40 mm Tipologia precipitazioni DIFFUSE: precipitazioni, di ogni tipo, che si verificano su gran parte del territorio oggetto della previsione pur non avendo continuità spaziale (precipitazioni comunque a "macchia di leopardo"). Generalmente sono interrmittenti e di breve durata, ma frequenti. ESTESE: precipitazioni, di ogni tipo, che si verificano su gran parte del territorio con continuità spaziale. SPARSE: precipitazioni, di ogni tipo, che si verificano su una porzione limitata del territorio oggetto della previsione e che non sono uniformemente distribuite su di esso. PERSISTENTI: precipitazioni, di ogni tipo, caratterizzata dalla lunga durata TEMPORALESCHE: precipitazioni associate a fenomeni temporaleschi. Generalmente sono di limitata estensione spaziale e di breve durata (generalmente inferiore a 30 minuti), caratterizzati da tuoni, fulmini, venti turbolenti, grandine, correnti ascensionali e discendenti.

11 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Terminologia Vento: tabella Beaufort

12 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Terminologia Nuvolosità COPERTO: copertura nuvolosa del cielo pari a 8 ottavi. Ovvero cielo totalmente coperto. MOLTO NUVOLOSO: copertura nuvolosa del cielo pari a 6 o 7 ottavi. Ovvero cielo quasi totalmente coperto da nubi. Tuttavia esistono limitati spazi di sereno. NUVOLOSO: copertura nuvolosa di 3, 5 ottavi. Ovvero cielo coperto da nuvolosità per circa metà superficie. POCO NUVOLOSO: copertura nuvolosa del cielo di 1 o 2 ottavi. Ovvero cielo quasi interamente sgombro di nubi. SERENO: copertura nuvolosa del cielo di 0 ottavi. Ovvero cielo totalmente o quasi sgombro da nubi. NUBI ALTE: termine per indicare nubi con base al d sopra dei 6000 metri di quota. NUBI BASSE: termine per indicare nubi con base al di sotto dei 2000 metri di quota. NUBI MEDIE: termine per indicare nubi con base al di sotto dei 2000 metri di quota. NUBI STRATIFICATE: nubi con limitato sviluppo verticale associate al più a precipitazioni di debole intensità. NUVOLOSITA' TERMOCONVETTIVA: nubi cumuliformi che si sviluppano nelle ore più calde lungo i rilievi associate anche a precipitazioni a prevalente carattere temporalesco. Tale nuvolosità si dissolve nel corso del tardo pomeriggio-sera. FOSCHIA: riduzione della visibilità a causa di particelle (vapor d'acqua, pulviscolo,..) disperse nell'aria sufficientemente numerose da conferirgli aspetto opalescente. Visibilità comunque sopra i 1000 metri.

13 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI I bollettini in Toscana Bollettino meteo (emissione ore 10 ) Bollettino di vigilanza (emissione ore 11 ). Vengono indicati la tipologia dei fenomeni meteorologici (pioggia, neve, ghiaccio, vento, mare) che si prevede possano superare una determinata soglia di intensità Bollettino di criticità (emissione ore 13 ) VALUTAZIONE EFFETTI AL SUOLO Vengono indicati il riepilogo dei livelli di criticità ordinaria, moderata, elevata per le diverse tipologie di rischio

14 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Terminologia Bollettino Meteo Bollettino Criticità Bollettino Meteo Bollettino Criticità (WEB) x oggi Ore 9:30 PREVISIONE METEO (6 aree meteo) SI a criticità ordinaria a criticità moderata o elevata STATO DI ALLERTA 2 (Aree indicate) ( TELEFONO+WEB+FAX ) VIGILANZA x domani NO a criticità ordinaria a criticità moderata o elevata STATO DI ALLERTA 1 (Aree indicate) ( TELEFONO+WEB+FAX ) VIGILANZA NO NORMALITÀ SI VALUTAZIONE EFFETTI (25 aree idro) LIVELLI DI ALLERTAMENTO DEL SISTEMA DI PROTEZIONE CIVILE

15 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI A.I.O. Aree Idrologiche Omogenee o Aree di Allerta Principali bacini e sottobacini, omogenei dal punto di vista della risposta idrologica

16 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Allerta Meteo

17 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Gli strumenti

18 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Gli strumenti Modelli previsionali: - WRF ECMWF risoluzione 7 km - WRF GFS risoluzione 12 km - WRF GFS risoluzione 4 km - WRF NMM risoluzione 12 Km - WW3 risoluzione 3 km - MOBIDIC Previsioni atmosfera Previsioni mare Previsioni idrologiche

19 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI STRUMENTI DI MONITORAGGIO Strumenti di monitoraggio: - Stazioni di monitoraggio al suolo - Meteosat - Radar - Fulminazioni - Immagini web cam - Forum meteo 349 pluviometri 187 termometri 100 anemometri 154 igrometri 5 barometri 124 idrometri 45 freatimetri

20 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Stazioni di monitoraggio 349 pluviometri 187 termometri 100 anemometri 154 igrometri 5 barometri 124 idrometri 45 freatimetri

21 Dati da reti di rilevamento globale: - stazioni meteo - boe - palloni sonda Dati satellitari A partire dalla situazione attuale a livello globale effettuano la previsione di parametri meteorologici per lintero globo Precipitazioni previste Pressione al livello del mare e geopotenziale 500 hPa Modello globale Modelli Globali

22 I Modelli Globali elaborano previsioni sullintero globo, ma poco dettagliate (a bassa risoluzione) Per ottenere previsioni più dettagliate si impiegano i modelli ad area limitata (WRF), che grazie alle informazioni dei modelli globali forniscono previsioni ad alta risoluzione Elaborazioni modello globale LaMMA Modello RAMS 12 km Elaborazioni modello RAMS 4 km GFS UTC Run - 50 km res. ECMWF UTC Run - 25 km res. Modelli a scala locale

23 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Modelli

24 Presenza e tipo di nuvolosità Forniscono informazioni su: -presenza e tipo di nuvolosità; -temperatura superficiale del mare; -presenza di vapor acqueo; - ecc. Presenza di vapor acqueo Temperatura superficiale del mare Osservazione da Satellite

25 Il Meteosat Il sensore SEVIRI (Spanning Enhanced Visible Infrared Imager) a bordo del Meteosat di Seconda Generazione, opera su 12 bande spettrali e permette di inviare a terra 12 diverse immagini del nostro pianeta ogni quarto dora. 11 di queste immagini hanno una risoluzione spaziale di 3 km, mentre quella corrispondente al canale 12 (HRV, High Resolution Visible) ha una risoluzione di 1 Km.

26 Il canale 12 (HRV) La caratteristica di questa banda è lalta risoluzione spaziale: 1 Km contro i 3 Km (allequatore) delle altre bande. E utile per lo studio delle strutture a piccola scala come le celle temporalesche e più in generale di tutti i fenomeni convettivi. Questa banda copre le lunghezze donda tra 0.5 e 0.9 micron, quindi è più larga della banda 1 e della 2 messe insieme.

27 Composizione RGB dei canali 3 (Red) 2 (Green) e 1 (Blue) per identificare le nubi di ghiaccio e quelle di acqua e distinguere le superfici aride da quelle con vegetazione. Immagine composite RGB

28 Composizione delle differenza tra i canali 4 (IR 3.9), 9 (IR 10.8), 10 (IR 12.0). Vengono messe in evidenza la nebbia notturna e le nubi basse, altrimenti non visibili con i singoli canali IR. Immagine composite RGB

29 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Composizione delle differenza tra canali: RGB 05-06, 04-09, Si individuano molto bene i temporali intensi quando sono in formazione (giallo). Immagine composite RGB

30 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Il canale 10 (IR 10.8) Lutilizzo di questa banda è principalmente legato alla possibilità di ricavare la temperatura della sommità delle nubi. Le nubi convettive intense con elevato sviluppo verticale hanno temperature inferiori a -30°C. Meteosat

31 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Carta della fulminazione 27/02/2006

32 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI RADAR RAdio Detection And Racing --> individuazione tramite onde radio e misura della distanza Principio di funzionamento: un onda elettromagnetica viene trasmessa in atmosfera, se incontra un bersaglio viene riflessa Distanza: conoscendo la velocità a cui viaggia londa, dal tempo impiegato a percorrere il doppio tragitto radar - bersaglio posso conoscere la distanza Segnale: il segnale ricevuto dal radar è proporzionale alla riflettività data dalla concentrazione di acqua

33 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Alcuni esempi In Toscana sono attivi 2 piccoli radar, Roveta (FI) e Radicondoli (SI). Sono meno potenti dei normali radar meteo (portata km) e non forniscono un dato quantitativo, ma solo qualitativo.

34 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Meteogrammi Meteogrammi WRF

35 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Spaghetti

36 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Nowcasting

37 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI NOWCASTING NOWCASTING - Modelli previsionali - Strumenti di monitoraggio PASSI LOGICI DEL NOWCASTING 1)Capire la situazione in atto 2)Valutare levoluzione 3)Ricontrollare che tutte le informazioni siano coerenti 4)Formulare il BOLLETTINO DI NOWCASTING

38 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Umidità L aria, a seconda della temperatura, può contenere in sospensione una diversa quantità di acqua (aria assolutamente secca non esiste in natura); a 10 °C laria può contenere fino a 9 g di acqua per metro cubo, a 20 °C fino a 17 g, a 30 °C fino a 30 g, e così via. Quando laria porta in sospensione la massima quantità di acqua che può contenere in relazione alla temperatura, si dice che è satura; in queste condizioni, il minimo abbassamento di temperatura provoca la condensazione di parte dell acqua contenuta, quindi si formano le nubi e le precipitazioni. Umidità assoluta: quantità di vapore acqueo contenuta in un m3 daria Saturazione: limite allumidità assoluta. Oltre tale limite il vapore acqueo condensa. Tale limite è tanto maggiore quanto più è alta la temperatura Umidità relativa: rapporto tra umidità assoluta e saturazione Lumidità relativa rappresenta il contenuto in percentuale di vapore dacqua in atmosfera.

39 Se ALTO ( >15, >20 estremo) POSSIBILITA DI FORTI TEMPORALI Se BASSO ( <0, <-10 estremo) POSSIBILITA DI INASPETTATI CALI DELLA TEMPERATURA Dewpoint: è il punto di rugiada, cioè la temperatura alla quale una miscela (nel nostro caso aria ed acqua) diventa satura. E un valore molto importante e molto utile TD > 0 RUGIADA se ho poca inversione NEBBIA se linversione ha uno spessore di metri TD < 0 BRINA o GHIACCIO Mappe di Dewpoint

40 7 agosto – via di ripoli - ore 14:40 90 mm / 45 minuti mm / giorno Dewpoint 17

41 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Pluviometria

42 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Pluviometro Pluviometria

43 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Alcuni esempi

44 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Monitoraggio idraulico …il monitoraggio idraulico è utile solo su bacini idrografici che hanno un tempo di corrivazione superiore alle 2 ore…

45 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Monitoraggio idraulico Sistema Marte

46 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Monitoraggio idraulico Sistema Centro Funzionale

47 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Monitoraggio idraulico Sistema Centro Funzionale

48 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Monitoraggio idraulico Sezione Idrometrica

49 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI MOBIDIC è un sistema modellistico sperimentale per il calcolo dei bilanci idrici superficiali e sotterranei e le previsioni di piena. ATTENZIONE: l'algoritmo di bilancio idrologico attualmente in uso per le previsioni idrologiche non contempla i fenomeni di scioglimento della neve e dell'influenza della marea alla foce Monitoraggio idraulico

50 DIPARTIMENTO II LAVORI PUBBLICI Nevicate Il fenomeno meteo più difficile da prevedere

51 Nevicate da inversione termica Arrivo di aria umida e mite che scorre al di sopra di un cuscinetto di aria fredda presente nei bassi strati (pianure, fondovalle), lasciato da precedenti irruzioni di aria fredda. Nevicate da avvezione Arrivo di correnti fredde e umide che rimescolano latmosfera. Alla massa daria preesistente se ne sostituirà una caratterizzata da una temperatura inferiore Tipologia di nevicate

52 Inversione: è uno strato di aria dove la temperatura sale con laumento della quota. Salendo in quota normalmente l'aria si raffredda di circa 0,7°C ogni 100 m almeno nei primi m. Se per ragioni diverse ad un certo punto essa presenta temperatura maggiore ecco che si forma uninversione. Qui l'aria cessa di salire e si stratifica intorno a questa zona. Nevicate da inversione termica Fattori per una buona inversione: Assenza di nuvole (forte irraggiamento notturno) Vento nullo o debole (sotto 5 km/h) Bassi Dewpoint Basse temperature a 850 hPa (anche +3° C) Lunga fase notturna

53 Nevicate da inversione termica Zone più soggette in Toscana a nevicate da inversione: Lunigiana Garfagnana Mugello Casentino Val Tiberina Val di Chiana In misura minore: Valdarno medio e superiore Piana Prato-Pistoia-Lucca Fondovalle del Chianti

54 Per la Toscana, esposta ai venti caldi meridionali, il momento a maggior rischio è quello della mattina, nel caso la maggior parte della notte sia trascorsa con cielo sgombro da nubi e vento debole, così da rendere efficiente il raffreddamento radiativo. Importante in questi casi è la valutazione della nuvolosità notturna e della velocità di ingresso del sistema perturbato in arrivo. Nevicate da inversione termica

55 Zero termico – Si utilizza quello calcolato dal modello meteorologico oppure si calcola a partire dalla temperatura a 850 hPa. Mediamente la temperatura scende di 0,7° C. ogni 100 m di quota Stima dello strato di fusione Ambiente stabile: metri al di sotto dello zero termico. Ambiente instabile: fino a metri nel caso si prevedano rovesci più o meno intensi La quota della neve

56 Cumulati di neve Precipitazione prevista dal modello Si incrementa in caso di ambiente instabile (presenza di rovesci) o per il fenomeno dello stau nei versanti interessati Accumulo di neve Si assume un rapporto 1:10 pioggia/neve, cioè 1 mm di pioggia = 1 cm di neve. Il rapporto può diminuire in caso di neve asciutta e aumentare in presenza di neve bagnata. Si tiene quindi conto della temperatura prevista effettuando sottrazioni nel caso di neve con temperature superiori a 0°C e incrementando i cumulati in caso di temperature decisamente al di sotto dello zero.

57 Vento

58 RAFFICA MAX VENTO MEDIO VENTO > 15 km/h Vento

59 Statistica Peretola Vento

60 Stau e Fohn STAU: versante sopravento Laria è costretta ad alzarsi, si raffredda, condensa e dà luogo a precipitazioni. FOHN: versante sottovento Laria ridiscende, si riscalda per compressione e, avendo scaricato lumidità in eccesso, risulta più secca. 0.5 °C ogni 100 metri -> <- 1 °C ogni 100 metri

61 Lorografia influenza le dinamiche dei venti e crea le turbolenze (rotori) Zona di maggior intensità Vento

62 Passo ampio ( > 1 km ) 3 km Zona di maggior intensità Alluscita del passo Vento

63 Passo stretto ( < 1 km) Anche zone urbane 100 m Zona di maggior intensità Nella strettoia Effetto Venturi Vento

64 D Vento

65 FLUSSO DA SUD-EST INSTABILE Zone di maggior intensità In montagna Vento

66 FLUSSO DA EST STABILE Zone di maggior intensità In pianura Vento

67 FLUSSO DA NORD-EST STABILE Zone di maggior intensità In pianura Vento

68 FLUSSO DA NORD Stabile Zone di maggior intensità In pianura Vento

69 FLUSSO DA NORD-OVEST Sia stabile che instabile Zone di maggior intensità In montagna Zone di maggior intensità In pianura Vento

70 FLUSSO DA OVEST SUD-OVEST Flusso instabile : salta le montagne Zona di maggior intensità In montagna Zone di maggior intensità In pianura Vento

71 Venti locali Sono brezze che si formano per la differenza di temperatura tra due zone Vento

72 Oggi pioggia, e doman secca Accidenti a chi ce l'azzecca....

73 Bollettino di Vigilanza

74 Soglie

75 Soglie

76 Bollettino di Criticità


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