Classificazione delle previsioni

Presentazione sul tema: "Classificazione delle previsioni"— Transcript della presentazione:

1 Classificazione delle previsioni
Nowcasting: 3-6 ore radar, satellite, stazioni meteo, rilev. fulmini, finestra, modelli, esperienza, conoscenza ... Medio termine: (10) giorni satellite, modelli (ensamble) Prossimo futuro: Stagionali: giorni modelli accoppiati, ensamble Verso il 2050 Climatiche: anni modelli accoppiati complessi, ensamble?

2 Osservazioni di tempo presente e significativo
STRUMENTI PER LA PREVISIONE DI NOWCASTING – relativa a fenomeni meteo estremi Osservazioni di tempo presente e significativo Animazione satellitare (IR, vW e Vis) Prodotti radar Digrammi aerologici

3 TUTTO CIO, « ACCOPPIATO » ALL’UTILIZZO DI MODELLI FISICO MATEMATICI A SCALA GLOBALE (GCM) E LOCALE (LAM) CI PERMETTONO POI DI FORMULARE PREVISIONI ANCHE A « Short range » e a « Medium range »

4 L’INTERPRETAZIONE DELLE CARTE A VARI LIVELLI
1.    CARTE AL SUOLO: Carte delle isobare Certa delle isoterme

5      CARTE A 850 Hpa (1500 metri ) CARTA DEL GEOPOTENZIALE: INDIVIDUAZIONE DELLE AREE DI ALTA E BASSA PRESSIONE CARTA DELLE ISOTERME: INDIVIDUAZIONE DEI FRONTI E CALCOLO DEL LIMITE DELLE NEVICATE CARTA DEI VENTI CARTE A 700 Hpa (3000 metri) CARTE DEL GEOPOTENZIALE: CARATTERIZZAZIONE DELL’INTENSITA’ E DELLA DIREZIONE DEL VENTO IN ALTA MONTAGNA CARTA DELL’UMIDITA’ RELATIVA: DETERMINAZIONE DEL TEMPO IN MONTAGNA E DEL TIPO DI NUBI CARTA DELLE ISOTERME: DETERMINAZIONE DELLA QUOTA DELLO ZERO TERMICO CARTE A 500 E 300 Hpa (5500 e 8000 metri) CARTE DEL GEOPOTENZIALE: DXETERMINAZIONE DELLA TRAIETTORIA DEI CICLONI E DELLE PERTURBAZIONI; (300 HPA) E DELLA CORRENTE A GETTO ·      CARTE A 700 e 500 Hpa (3000 e 5500 metri) Carte delle isobare (la circolazione a 700 ed 500 hPa danno le informazioni migliori

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7 Aggiornato: 08:15 AM CEST del 15 aprile 2005 Osservato alla stazione Rome Fiumicino, Italy (History) Elevation: 10 ft / 3 m Temperatura ed Umidità: 11°C, 82% Punto di rugiada: 46 °F / 8 °C Vento: 4 mph / 6 km/h Variable Pressione: 29.89 Pollici / 1012 hPa Visibilità: 3.1 Miglia / 5.0 Chilometri UV: 1 out of 16 Nuvole (AGL): Few 2500 ft / 762 m Nubi sparse 20000 ft / 6096 m

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9 MODELLO GCM E LAM A CONFRONTO
 A:ECWMF 30 KM; B:LAMBO 20 KM ; C:LOKALL 6.5 KM; D: LAMBO 10 KM

10 IL BOLAM Il Bolam con griglia di 21 Km è un buon modello per l'area europea, inizializzato su dati ECMWF. Il Bolam con griglia di 6,5 Km è un ECCELLENTE modello per l'area italiana, innestato sul BOLAM21 e a sua volta su ECMWF. Il BOLAM21 fa una previsione di 72 ore, mentre il BOLAM6,5 fa una previsione di 36 ore partendo dalle 12UTC odierne i PARAMETRI CHE VENGONO CALCOLATI DAL MODELLO SONO: Pressione al suolo: pressione al livello del mare; Pioggia ogni ore: nelle 3 o 12 ore precedenti; Neve 12 ore: nelle 12 ore precedenti; Temp. a 2 m - Vento a 10 m: temperatura a 2 metri e vento a 10 metri; Nuvolosità: copertura nuvolosa totale; TAeqPot850, Vento 850 hPa: temperatura adiabatica equivalente e venti a 1500 metri circa; Vorticità 850 hPa, Temp. 850 hPa: vorticità e temperatura a 1500 metri circa; Um. % 700 hPa - Vento700 hPa: umidità specifica (g/kg) e venti a 3000 metri circa; H 700 hPa, Temp. 700 hPa: altezza geopotenziale e temperatura a 700 hPa; H Temp. 500: altezza geopotenziale e temperatura a 500 hPa; Vorticità 500 hPa- Vento 500 hPa: vorticità e venti a 5500 metri circa; H Vento 300 hPa: altezza geopotenziale e venti a 300 hPa; Vorticità 300 hPa - Vento 300 hPa: vorticità e venti a 9000 metri circa.

11 COS’E’ UN MODELLO AD AREA LIMITATA
I LAM Viene definito Modello ad Area Limitata (Limited Area Model, LAM) un modello meteorologico che risolve le equazioni della dinamica e della fisica atmosferica su un dominio limitato, diversamente dai Modelli a Circolazione Globale (General Ciculation Models, GCM) che risolvono tali equazioni su tutta la terra con una risoluzione più bassa e con diverse approssimazioni. Tali equazioni sono quelle relative ai principi di conservazione della dinamica (quantità di moto, massa ed energia); ad esse si aggiungono le equazioni che riguardano i complessi scambi di energia e di acqua fra l'atmosfera e le superfici terrestre e marina, nonchè le parametrizzazioni che consentono di valutare le grandezze non risolte dal reticolo computazionale (cosiddette ``di sottogriglia''). I LAM usano come condizioni iniziali e al contorno quelle fornite dai GCM e sono quindi da considerarsi "nidificati" nei GCM.

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19 Tipi di temporale Frontale (fronte freddo o occluso)
Orografico (presenza di rilievi imponenti) Convettivo (termica) Complesso (combinazione dei precedenti) Goccia fredda Sistemi convettivi a mesoscala (MCS) Supercella (sistema convettivo complesso e/o a mesoscala)

20 Il radar meteorologico è uno strumento di misura delle idrometeore presenti in atmosfera. Il radar esegue il campionamento dei bersagli meteorologici utilizzando l'energia riflessa delle onde elettromagnetiche emesse periodicamente da un trasmettitore. un radar realizza il monitoraggio di un volume atmosferico fino a 500km di distanza e 10 km di altezza dal suolo in pochi minuti. la riflettività dell’idrometeora è espressa in m*6/sec*3

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24 PRECIPITAZIONE R (mm/h) TIPOLOGIA
RIFLETTIVITA' Z (dBZ) PRECIPITAZIONE R (mm/h) TIPOLOGIA -30 - Leggera nebbia o deboli nuvole, non ci sono precipitazioni tra -30 e 20 Tipi di nuvole via via più dense, senza pioggia 20 <1 Pioggerella appena percettibile 30 3 Pioggia leggera 40 12 Pioggia media 50 Pioggia forte 55 100 Pioggia molto forte tra 55 e 75 Pioggia mista a grandine 75 Grandinata molto violenta

25 Un sistema convettivo a mesoscala (MCS) è una struttura temporalesca con estensione regionale e con un proprio ciclo evolutivo. Un MCS è sovente rilevabile dalle immagini satellitari e radar dalla caratteristica forma a “V”. Il vertice della “V”, stazionario per alcune ore, è la zona in cui le nubi raggiungono la tropopausa e talvolta la oltrepassano, è sede dei moti verticali più elevati e delle precipitazioni più intense In tali sistemi le quantità di precipitazioni che si possono accumulare in poche ore sono rilevanti e dell’ordine dei mm in 3-8 ore. Queste sistemi temporaleschi sono all’origine degli episodi alluvionali della Liguria il 22 settembre 1992, della Versilia il 19 giugno 1996

26 M.te Macaion (1880 m)

27 Temporali a supercella
La supercella è in assoluto il temporale più pericoloso e potente fra tutti quelli esistenti: la caratteristica che lo distingue dagli altri è la presenza di un updraft rotante ovvero di un mesociclone. Le condizioni favorevoli allo sviluppo di supercelle possono essere così semplificate: 1) forte contrasto termico sulla verticale dell’area frontale (gradiente termico verticale), cioè tra la massa d’aria fredda in arrivo e quella caldo umida al suolo in fase di sollevamento. L’aria calda, leggera e umida, si scontra con aria più fredda, più pesante e secca e viene sollevata velocemente verso l’alto tanto più rapidamente quanto maggiore è la differenza di temperatura. 2) notevole riscaldamento del suolo favorito dal clima continentale delle aree interne, specie se pianeggianti o pedemontane 3) forte differenza dei valori igrometrici quota-suolo tra la massa d’aria entrante, costituita da aria secca, e quella in sollevamento, costituita da aria umida. 4) corrente a getto o jet stream in quota o quanto meno ai livelli medio-alti della troposfera, la quale

28 Temporali a supercella 2
contribuisce alla ciclogenesi nei bassi strati ed accelera la convezione favorendo così l'insorgere di grandinate e tornado. 5) wind shear: osservazioni dal vivo e simulazioni al computer suggeriscono che il cambiamento del vento con la quota (wind shear) nei bassi livelli favorisce la rotazione all'interno del cumulonembo. In particolare, se il vento è sufficientemente forte (almeno 50 km/h) e c'è un sufficiente wind shear verticale, fra i due strati d'aria che scivolano uno sull'altro (da direzioni diverse) si creano delle rotazioni orizzontali a forma cilindrica che di per sè sono innocue. Esse nascono anche quando i venti a diverse quote spirano dalla stessa direzione ma con intensità via via crescente con l'altezza. L’improvviso intervento in quota della corrente a getto determina un deciso aumento della convergenza al suolo (incontro di masse d’aria con differenti caratteristiche e provenienza), favorendo così lo sviluppo di un asse di rotazione all’interno del cumulonembo.

29 Radar Bric della Croce del 19/10/05

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33 IL RADIOSONDAGGIO

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36 GLI INDICI TERMODINAMICI DEI RADIOSONDAGGI
Gli indici termodinamici indicano la predisposizione in atmosfera all'innesco di fenomeni temporaleschi, che tuttavia non è detto debbano per forza svilupparsi se manca la spinta iniziale (frontale, orografica o per forte riscaldamento dal basso) od in particolari condizioni dinamiche i fenomeni temporaleschi, se non sono a vasta scala, possono insorgere o meno in base a molti fattori locali, difficilmente desumibili dai radiosondaggi, e massima attenzione deve essere comunque posta alla curvatura (ciclonica o anticiclonica) delle correnti a 500 hPa prescindendo da qualunque indice termodinamico. Lo stesso discorso vale per l'eventualità inversa: si possono avere temporali con indici sfavorevoli se una massa d'aria deve risalire una catena montuosa (stau); anche uno status che vede aria secca e poco calda nei bassi strati ma con forte getto in quota (divergenza) può innescare lo sviluppo di Cumulonembi. Comunque i fattori principali sono legati al microclima di ogni regione; una buona norma è quella di archiviare i radiosondaggi quando si verificano temporali e costruirsi una serie storica molto utile per ricavare dati statistici.

37 Lo sviluppo di supercelle prescinde spesso dall'effettivo valore degli indici termodinamici che non considerano il wind shear - cioè la variazione in direzione e velocità del vento tra bassa ed alta troposfera - che riveste un ruolo fondamentale. CAPE, LI, TT, K, U e SI sono infatti desunti dai gradienti termoigrometrici verticali tra i vari piani isobarici ma risultano utili per sapere se l'atmosfera è predisposta o meno allo sviluppo di attività temporalesca. SWEAT, BRN e SREH tengono conto anche del wind shear e quindi rivestono maggior importanza nella previsione di supercelle e tornado.

38 CAPE (Convective Available Potential Energy – J/M) è l’energia di galleggiamento che permette l’ascensione delle masse d’aria umida e calda CAPE < 500 assenza di temporali CAPE 500 ÷ 1000 possibilità di isolati temporali CAPE 1000 ÷ 2000 temporali abbastanza probabili CAPE > 2000 temporali forti abbastanza probabili; possibili tornado CIN : E’l’energia discendente disponibile in atmosfera per contrastare il CAPE; valori superiori a 300 (J/M) testimonino uno stato di stabilità dell’atmosfera mentre valori prossimi allo zero denunciano la probabile formazione di una cella convettiva se siamo in condizioni di CAPE elevato

39 LI (Lifted index) LI > 2 assenza di temporali LI 0 ÷ 2 possibilità di isolati temporali LI -2 ÷ 0 temporali abbastanza probabili LI -4 ÷ -2 possibilità di temporali forti LI < -6 temporali forti abbastanza probabili; possibili tornado

40 TT (Totals totals index)
TT < 44 assenza di temporali TT 44 ÷ 45 possibilità di temporali isolati e moderati TT 46 ÷ 47 temporali moderati sparsi/possibili temporali forti TT 48 ÷ 49 temporali moderati sparsi/isolati temporali forti TT 50 ÷ 51 temporali forti sparsi/possibili tornado TT 52 ÷ 55 numerosi temporali forti/tornado abbastanza probabili TT > 55 numerosi temporali forti/tornado molto probabili

41 K (K index - Indice di Whiting)
K 15 ÷ < 20% K 21 ÷ ÷ 40% K 26 ÷ ÷ 60% K 31 ÷ ÷ 80% K 36 ÷ ÷ 90% K > > 90%

42 U = (1/3 (UR 850 hPa + UR 700 hPa + UR 500 hPa)
Indice di umidità U Questo indice non compare nei radiosondaggi ma è di facile calcolo: U = (1/3 (UR 850 hPa + UR 700 hPa + UR 500 hPa) ove UR = umidità relativa UR 850 hPa = UR a 1500 m di quota circa UR 700 hPa = UR a 3000 m di quota circa UR 500 hPa = UR a 5500 m di quota circa

43 Precipitable water (PW)
E' il contenuto totale di vapor acqueo della colonna d'aria, espresso in mm di acqua, utile per avere un'idea di quanto sia umida l'aria che grava sulla verticale del luogo. Valori superiori a 20 mm denotano una sufficiente quantità di vapor acqueo per lo sviluppo di temporali. Dew point (temperatura di rugiada - DewP E' la temperatura fino alla quale occorre raffreddare, a pressione costante, una massa d'aria a temperatura T per portarla alla saturazione e quindi alla condensazione. In estate valori di dew point al suolo superiori a 22-23°C indicano che in loco l'aria contiene una quantità notevole di vapore che, in determinate condizioni, possono innescare forti fenomeni temporaleschi

44 SI (Showalter index) SI > 4 bassissima possibilità di convenzione (stabilità) SI 3 ÷ 1 debole possibilità di temporali SI 1 ÷ -2 moderata possibilità di temporali SI -2 ÷ -4 possibili forti temporali SI -4 ÷ -6 probabili forti temporali SI < -6 forti temporali con possibili tornado

45 BRN (Bulk Richardson Number)
BRN < 10 scarsa possibilità di forti temporali BRN 11 ÷ 49 moderata possibilità di temporali a supercella BRN 50 ÷ 100 elevata possibilità di temporali a multicella e MCC (possibili anche le supercelle) BRN pone la massima possibilità di supercelle tra 10 e 50 perché è un valore desunto dal rapporto tra CAPE e differenza vettoriale di windshear tra due livelli troposferici (5000 e 6000 m di quota); in pratica se il CAPE è elevato ma anche la differenza vettoriale tra i due livelli è elevata non avremo un valore BRN molto alto, ma l'atmosfera sarà molto instabile.

46 SREH (Storm Relative Environmental Helicity)
Questo indice tiene conto dell'elicità verticale del vento: l'elicità è la tendenza del flusso d'aria in salita in atmosfera molto instabile ad assumere componente di moto rotatoria (elicità intesa come un'elica che gira) ed è indotta quasi sempre dal wind shear verticale (maggiore angolo di wind shear stimola maggiore elicità del flusso), dalla divergenza in quota e dalla convergenza al suolo (eventuale mesociclone); il valore è un buon indicatore della possibilità di sviluppo di funnel o tornado. SREH determina quindi la componente di moto elicoidale (vorticosa) all'interno degli eventuali updraft temporaleschi tra due livelli definiti: valori elevati di SREH (da 150 m2/s2 in su) denotano la possibilità di formazioni mesocicloniche (supercelle), mentre oltre 300 m2/s2 è molto probabile lo sviluppo di tornado mesociclonici anche violenti (F3-F5)

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50 SITI INTERNET DA CONSULTARE: WWW. WESTWIND. CH www. meteoam. it WWW
SITI INTERNET DA CONSULTARE:

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