La selezione dei dati meteorologici

Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
Un anno di vento in Provincia di Torino,
dati meteorologici utilizzati e scelta di
un periodo rappresentativo
Torino, 02 Luglio 2003
1
INTRODUZIONE
 Il periodo selezionato: 01/06/1999-31/08/2000 (all’interno del quale scegliere
un anno per avere una descrizione completa)
 La disponibilità dei dati
 La rappresentatività in relazione agli andamenti medi su lungo periodo
 I dati: ricostruire l’informazione più completa amalgamando osservazioni di
natura e tipologia differente
 I dati al suolo:
• le stazioni automatiche di telerilevamento delle reti regionali (la Rete
Meteoidrografica e la Rete di Monitoraggio di Qualità dell’Aria)
• le stazioni Synop
 I profili verticali
 I campi tridimensionali di analisi ottenuti dalla modellistica meteorologica
2
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
SCELTA DEL PERIODO
Requisiti:
1.
2.
3.
Disponibilità di dati di stazioni di
rilevamento al suolo:

Stazioni automatiche della
rete
di
telerilevamento
regionale

Stazioni Synop
A partire dal 1987 in
continua espansione e
perfezionamento
Dal 01/01/1998
Disponibilità di dati di profili
verticali di vento, temperatura ed
umidità
Dal 01/01/1998
Disponibilità dei
analisi di ECMWF
Dal 01/01/1998
campi
di
(Cuneo-Levaldigi dal 05/1999
in forma sperimentale)
3
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
SCELTA DEL PERIODO
Requisiti:
4.
Rappresentatività del periodo (assenza di eventi precipitativi estremi):
 Anno 2000:
• Settembre, Ottobre (Alluvione del 13-16),
Novembre
 Anno 2001
• Febbraio, Maggio, Giugno, Luglio
 Anno 2002:
• Maggio, Giugno, Luglio, Settembre
• Novembre
4
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
SCELTA DEL PERIODO
Dati non disponibili
Dati parzialmente disponibili
Dati disponibili
Presenza di eventi estremi
Periodo selezionato
Sulla base dei requisiti richiesti, la
scelta del periodo su cui effettuare la
ricostruzione dei campi di vento è caduta
sull’anno compreso tra l’estate 1999 e
l’estate 2000
5
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
In seguito alle scelta del periodo, effettuata sulla base di criteri di disponibilità dei
dati, si è proceduto alla verifica dell’andamento dell’anno selezionato in riferimento
agli andamenti evidenziati da studi climatologici condotti sulla regione.
Si è confrontato l’andamento nel periodo scelto di variabili meteorologiche
significative relative ad alcune stazioni con quelli climatologici riportati in:
 Studio Statistico-Climatologico del vento in Piemonte (Balsamo, Cagnazzi
Paesano, 1999)
 Distribuzione Regionale di Piogge e Temperature, Collana Studi Climatologici
in Piemonte, Vol.1 (Biancotti, Bellardone, Bovo, Cagnazzi, Giacomelli e Marchisio,
1998)
Andamento climatico in Alta Val Susa negli anni 1990-1999, Collana Studi
Climatologici in Piemonte, Vol.4 (Fratianni, Motta, 2002)
Si è inoltre preso come riferimento il comportamento delle medesime stazioni su
serie temporali più lunghe, dal 1990 al 1999
6
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
Temperature
Temperature Medie Mensili
25
Confronto tra le temperature medie
stagionali del periodo scelto e dei
periodi di riferimento su una
stazione dell’area urbana Torinese
20
Temperature Medie Stagionali
1951-1999
35
1990-1999
Anno DataBase
30
15
10
30
5
25
0
1951-1999
1990-1999
Anno DataBase
G
en
n
Fe aio
bb
ra
io
M
ar
zo
A
pr
ile
M
ag
g
G io
iu
gn
o
Lu
gl
io
A
g
Se os
to
tt
em
br
O e
tto
b
N
ov r e
em
b
D
ic r e
em
br
e
20
15
10
Confronto tra le temperature medie
mensili del periodo scelto e dei
periodi di riferimento su una
stazione dell’area urbana Torinese
5
0
Inverno
Prim avera
Estate
Autunno
1951-1999: Dati provenienti dalle stazioni dell’ Ufficio Idrografico e dalle stazioni automatiche della
Rete Meteoidrografica
1990-1999: Dati delle stazioni automatiche della Rete Meteoidrografica di ARPA Piemonte
7
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
Precipitazioni
Precipitazione Media Mensile [m m ]
1951-1999
180
160
140
1990-1999
Anno DataBase
Confronto tra le precipitazioni medie
stagionali del periodo scelto e dei
periodi di riferimento su una
stazione dell’area urbana Torinese
120
1951-1999
100
1990-1999
80
100.0Anno DataBase
90.0
60
40
Precipitazione Media Stagionale [m m ]
80.0
70.0
60.0
20
G
en
Fe nai
bb o
ra
i
M o
ar
zo
A
pr
M ile
ag
g
G io
iu
gn
Lu o
g
A lio
g
Se o
tt s to
em
b
O re
t
N tob
ov r
em e
D
ic br e
em
br
e
0
Confronto tra le precipitazioni medie
mensili del periodo scelto e dei
periodi di riferimento su una
stazione dell’area urbana Torinese
50.0
40.0
30.0
20.0
10.0
0.0
Inverno
Prim avera
Estate
Autunno
1951-1999: Dati provenienti dalle stazioni dell’ Ufficio Idrografico e dalle stazioni automatiche della
Rete Meteoidrografica di ARPA Piemonte
1990-1999: Dati delle stazioni automatiche della Rete di Meteoidrografica di ARPA Piemonte.
8
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
Precipitazioni
Confronto tra le
precipitazioni medie
annuali del periodo scelto
con quelle dei periodi di
riferimento e quelle
relative agli ultimi anni,
su una stazione dell’area
urbana Torinese
Precipitazione Media Annuale [mm]
1600
1400
1200
1000
800
600
400
200
20
02
20
01
20
00
B
A
nn
o
D
9
-1
99
19
90
19
51
-1
99
9
0
1951-1999: Dati provenienti dalle stazioni dell’ Ufficio Idrografico e dalle stazioni automatiche della
Rete Meteoidrografica di ARPA Piemonte
1990-1999: Dati delle stazioni automatiche della Rete di Meteoidrografica di ARPA Piemonte.
9
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
Direzione del vento
Confronto tra le rose dei venti annuali del periodo scelto e quelle ottenute nello
Studio statistico climatologico del vento in Piemonte (dati sul periodo 1990-1995
provenienti dalle stazioni di monitoraggio della Rete Meteoidrografica)
Stazione di Avigliana
1999-2000
1999-2000
Stazione di Moncalieri
35
35
25
25
15
15
5
5
-5
-5
Studio Climatologico
Studio Climatologico
10
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
Intensità del Vento
Confronto tra le distribuzioni di intensità del vento in funzione della direzione di
provenienza per il periodo scelto e per quelle ottenute nello Studio statistico
climatologico del vento in Piemonte (dati sul periodo 1990-1995 provenienti dalle
stazioni di monitoraggio della Rete Meteoidrografica)
Stazione di Avigliana
Stazione di Moncalieri
25
20
Km/h
25.0
15
20.0
10
km/h
15.0
5
0
10.0
5.0
NW
W
SW
S
SE
E
NE
N
0.0
1999-2000
NW
W
SW
S
SE
E
NE
N
1999-2000
Studio Climatologico
Studio Climatologico
11
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
RAPPRESENTATIVITÀ DEL PERIODO
Conclusioni

Per il periodo preso in considerazione si può rilevare un accordo generalmente
soddisfacente tra gli andamenti delle variabili meteorologiche nel periodo scelto e
quelli medi

Si ha un ottimo accordo per la temperatura, sia in relazione alle medie annuali sia
rispetto alle medie stagionali

Per quanto riguarda le precipitazioni si riscontrano quantitativi mediamente inferiori, in
particolare nella stagione invernale. A tale proposito si osserva tuttavia che:

•
a partire dal 1998 le precipitazioni annuali si discostano dagli andamenti medi,
alternando stagioni molto piovose ad altre particolarmente siccitose;
•
in questo scenario si è cercato di individuare il periodo che, pur distaccandosi da
un andamento medio, mostrasse complessivamente le differenze più contenute
•
Si è deciso di mantenere l’inverno secco 1999/2000 dal momento che questo
costituisce una condizione particolarmente critica in prospettiva delle finalità di
questo lavoro, di fornire cioè uno strumento per valutazione di dispersione degli
inquinanti; in questo modo ci si pone in una condizione cautelativa per eventuali
simulazioni ed elaborazioni.
Per il vento si riconoscono configurazioni corrispondenti agli andamenti medi, in cui
risultano riprodotte le direzioni prelevanti e le distribuzioni di intensità.
12
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI
Dominio 126 Km X 106 Km
Risoluzione di 1 Km
26 Stazioni della Rete
Meteoidrografica
8 Stazioni della rete di
monitoraggio di qualità
dell’aria
1 Stazione Synop (TorinoCaselle)
1 Stazione di radiosondaggio
(Milano Linate)
20 punti griglia del modello
di ECMWF
13
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Stazioni al suolo
Reti Regionali di rilevamento dei parametri meteorologici e di qualità dell’aria
La Rete Meteoidrografica di ARPA Piemonte consta
attualmente di circa 550 stazioni automatiche che forniscono
una copertura pressoché completa del territorio regionale
Le stazioni di rilevamento forniscono in tempo reale
misurazioni al più semiorarie delle principali variabili
meteorologiche (precipitazioni, temperatura, vento, umidità,
pressione, radiazione)
Viste le specifiche finalità del lavoro e l’interesse per l’area
urbana metropolitana, si è provveduto ad integrare le
informazioni provenienti dalla Rete Meteoidrografica con quelle
ottenute dalle stazioni della Rete di Monitoraggio di Qualità
dell’Aria presenti nell’area urbana Torinese.
14
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Stazioni Synop
Stazioni di rilevamento non automatiche appartenenti al circuito GTS
15
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Stazioni Synop
Visibilità Torino-Caselle
Integrano e completano le
misure delle stazioni
automatiche di
telerilevamento al suolo.
350
300
250
km
200
150
Visibilità
100
50
Torino-Caselle
0
Copertura
Nuvolosa
Torino-Caselle
16
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Profili Verticali
Le osservazioni negli strati superiori dell’atmosfera vengono effettuate anche tramite
radiosondondaggi.
La radiosonda è costituita da sensori
capaci di rilevare la temperatura, la
pressione e l’umidità alle varie quote e
trasmetterli ad una stazione a terra.
Lo spostamento del pallone dalla
verticale della stazione permette di
ricavare la direzione e velocità
orizzontale del vento alle varie quote.
Il sondaggio permette quindi di
avere informazioni sulla struttura
verticale dell’atmosfera (in
particolare inversioni termiche)
La stazione automatica di radiosondaggio dell’atmosfera
presso l’Aeroporto di Cuneo Levaldigi
17
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Profili Verticali
I radiosondaggi vengono effettuati operativamente ad orari prestabiliti (sinottici, 00,06,12,18
UTC): 2 o 4 volte al giorno
Profili di vento e
temperatura a
Cuneo-Levaldigi del
30-31/01/2000
Profili di vento e
temperatura a Milano
Linate del 28/01/2000
18
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Modellistica Meteorologica
Il servizio meteo di Arpa Piemonte dispone quotidianamente dal 1998 dei campi di analisi
prodotti dal modello a circolazione globale (TL 511 L60) di ECMWF (European Center for
Medium Range Weather Forecast) di Reading (U.K.).
I campi di analisi vengono prodotti dal modello raccogliendo tutte le osservazioni
meteorologiche disponibili ad una determinata scadenza ed interpolandole secondo le proprie
caratteristiche di risoluzione e di orografia coerentemente con la descrizione fisica e dinamica
dell’atmosfera in esso contenuta.
Principali caratteristiche del modello:
• GCM accoppiato con modello di oceano
• Risoluzione orizzontale: rappresentazione spettrale con troncamento al numero d’onda 511
(~40 km alle nostre latitudini)
• Risoluzione verticale: 60 Livelli verticali (L60)
• Assimilazione delle osservazioni: sistema di assimilazione variazionale a 4 dimensioni
(4DVAR)
• Tecniche numeriche: -schema semi-implicito alle differenze finite
-semilagrangiano
• Orografia: dedotta dal dataset US Navy con risoluzione di 10’
19
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Modellistica Meteorologica
Sono stati utilizzati per la creazione del database annuale i campi di analisi delle
seguenti variabili:
• Altezza di geopotenziale a 300 hPa, 500 hPa, 700 hPa, 850 hPa
• Temperatura a 300 hPa, 500 hPa, 700 hPa, 850 hPa
• Componenti orizzontali del vento a 300 hPa, 500 hPa, 700 hPa, 850 hPa
disponibili a scadenze giornaliere esaorarie, sui punti griglia compresi nel dominio
selezionato per la simulazione
20
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Modellistica Meteorologica
Su ogni punto del grigliato il modello fornisce i
valori delle variabili meteorologiche di interesse
Campo di vento in quota a 700 hPa
Campi di altezza di geopotenziale a 500 hPa
21
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
TIPOLOGIA DI DATI: Modellistica Meteorologica
Il grigliato del modello fornisce una
ricostruzione tridimensionale dell’atmosfera
da cui è possibile estrarre sia sezioni
orizzontali sia sezioni verticali delle
variabili di interesse
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
22
Osservazioni conclusive
• Per ARPA Piemonte il progetto ha fornito l’occasione per valorizzare il proprio
patrimonio di dati e l’esperienza maturata nella loro interpretazione ed elaborazione,
obiettivo che l’Agenzia pone tra le sue priorità;
• La realizzazione del progetto ha creato sinergie tra enti e soggetti diversi ma
ugualmente impegnati nelle tematiche di qualità dell’aria;
• in conclusione dei “lavori” si è ottenuto un “prodotto” utilizzabile e riproducibile su
altre aree del territorio regionale, e sperimentata una modalità di lavoro ed interazione
“riutilizzabile ed esportabile”
Settore Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio
23