meteocorso - Scuola Blu

Classificazione delle previsioni
 Nowcasting: 3-6 ore radar, satellite, stazioni meteo,
rilev. fulmini, finestra, modelli, esperienza, conoscenza
...
 Medio termine: 0.5 - 3 (10) giorni satellite, modelli
(ensamble)
 Prossimo futuro: Stagionali: 10 - 90 giorni modelli
accoppiati, ensamble
 Verso il 2050 Climatiche: anni modelli accoppiati
complessi, ensamble?
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
 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 »
L’INTERPRETAZIONE DELLE CARTE A
VARI LIVELLI
 1.
CARTE AL SUOLO:
 Carte delle isobare
 Certa delle isoterme
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
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
MODELLO GCM E LAM A CONFRONTO
A:ECWMF 30 KM; B:LAMBO 20 KM ; C:LOKALL 6.5 KM; D: LAMBO 10 KM
 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
3 - 12 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 500 - Temp. 500: altezza
geopotenziale e temperatura a 500 hPa; Vorticità 500 hPaVento 500 hPa: vorticità e venti a 5500 metri circa; H 300 Vento 300 hPa: altezza geopotenziale e venti a 300 hPa;
Vorticità 300 hPa - Vento 300 hPa: vorticità e venti a 9000
metri circa.
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.
Tipi di temporale
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
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)
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
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
50
Pioggia forte
55
100
Pioggia molto forte
tra 55 e 75
-
Pioggia mista a grandine
75
-
Grandinata molto violenta
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 200-400 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
M.te Macaion (1880 m)
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
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.
Radar Bric della Croce del 19/10/05
IL RADIOSONDAGGIO
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.
 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.
 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
 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
 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
 K (K index - Indice di Whiting)
 K < 15
 K 15 ÷ 20
K 21 ÷ 25
K 26 ÷ 30
K 31 ÷ 35
K 36 ÷ 40
K > 40
0%
< 20%
20 ÷ 40%
40 ÷ 60%
60 ÷ 80%
80 ÷ 90%
> 90%
 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
 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 2223°C indicano che in loco l'aria contiene una
quantità notevole di vapore che, in determinate
condizioni, possono innescare forti fenomeni
temporaleschi
 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
 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.
 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)
SITI INTERNET DA
CONSULTARE:
WWW.WESTWIND.CH
www.meteoam.it
WWW.AINEVA.IT
WWW.CMIRL.IT
WWW.ECWMF.COM