Previsioni del tempo

(Parte 2) Modelli meteorologici: percorso guidato alle previsioni del tempo

Previsioni del tempo: percorso guidato con i modelli meteorologici

La storia della meteorologia è la storia di una grande sfida: quella dell’uomo verso la Natura. Prevedere come le Sibille nell’antica Grecia il tempo di domani o addirittura dei prossimi mesi, ha spinto l’uomo a chiedersi quali fossero i meccanismi che regolassero l’avanzare delle nuvole, l’insorgere di temporali e la permanenza ostinata del sole nei periodi di siccità. Compito assolutamente difficile viste le innumerevoli variabili fisiche che sono coinvolte. Le previsioni del tempo rispetto al passato sono più attendibili: l’affidabilità è molto elevata nei primi due giorni (70-80%) sebbene scenda nei giorni successivi. (le previsioni a 4 giorni hanno un’affidabilità inferiore al 50%).

Le carte ECMWF

Il Centro europeo per le previsioni meteorologiche ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) è un’organizzazione intergovernativa indipendente sostenuta da 20 Stati membri dell’Unione europea e 14 paesi cooperanti. Nella sua sede a Reading, in Inghilterra, uno dei più complessi e più grandi supercomputer in Europa è collegato da linee ad alta velocità di telecomunicazione ai sistemi informatici dei servizi meteorologici nazionali dei suoi stati di supporto. Il sistema informatico del Centro contiene il più grande archivio al mondo di dati numerici di previsione del tempo.

Come il GFS così anche l’ECMWF emette carte di molti tipi e altamente tecniche, noi abbiamo scelto la stessa tipologia di quelle GFS per poterle confrontare e verificare se presentano differenze. Più le differenze sono evidenti meno è affidabile la previsione.

La previsione del ECMWF non va oltre i 9 giorni e non vengono pubblicati meteogrammi.

Gli spaghetti o meteogrammi

Previsioni del tempoSempre nel lungo termine andremo poi ad osservare i meteogrammi, noti anche come ‘spaghetti’. Sono grafici di tipo ensemble, costituiti da 20 possibili evoluzioni sovrapposte a partire da condizioni iniziali, opportunamente variate, per simulare l’incertezza dei dati. In altre parole: ogni strumento di misura ha una tolleranza, e facendo variare i parametri iniziali entro la tolleranza degli strumenti di misura (termometro, barometro, igrometro, ecc.) si ottengono delle evoluzioni differenti. Inoltre, nei punti di griglia dei modelli matematici, non abbiamo valori misurati direttamente ma interpolazioni tra i dati delle stazioni più o meno vicine, con le conseguenti ineliminabili approssimazioni dei valori.

Inserendo nel modello matematico dell’atmosfera l’incertezza nei valori iniziali, otteniamo differenti ipotesi evolutive del tempo. Se le curve (gli ‘spaghetti’) restano ragionevolmente ravvicinate, nelle proiezioni avremo una situazione piuttosto stabile nel tempo, e quindi più predicibile; il contrario se le curve si discostano e si intrecciano disordinatamente.

Qui si apre un tema interessante sulla affidabilità e la stabilità delle previsioni. Più gli strumenti sono precisi, ma soprattutto più il territorio è coperto da stazioni osservative, più le previsioni del tempo sono affidabili. È per questo motivo che le perturbazioni provenienti da ovest, dalla Francia, o da Nord, dalla Germania, sono maggiormente prevedibili; mentre quelle che provengono da sud, dall’Africa in generale, lo sono molto meno, principalmente per le poche stazioni di rilevamento dati disponibili. Le perturbazioni di origine africana vanno tenute costantemente d’occhio.

Dopo aver capito come questi grafici vengono costruiti, ritorniamo al nostro e cominciamo a leggerlo.

Nella parte medio-alta sono rappresentate le 20 linee di colore differente rappresentanti l’andamento della temperatura. Come abbiamo visto precedentemente, più le linee sono coincidenti, più la previsione è attendibile, più sono distanti meno la previsione è attendibile.

Per essere corretti bisogna però dire che non sempre è vero, la relazione tra il divario dell’insieme e il grado di attendibilità o capacità previsionale (forecast skill) varia anche in base a fattori quali il modello di previsione e la regione alla quale si applica la previsione.

Oltre alle 20 linee colorate ve ne sono altre 4 più spesse:

  • rosso: rappresenta la media trentennale

  • blu: è il cosiddetto “run” di controllo, quello con le condizioni iniziali immutate.

  • verde: è il ciclo principale GFS calcolato a piena risoluzione

  • bianco: è la media delle 20 evoluzioni.

Nella parte bassa sono rappresentate le 20 linee che indicano la previsione della pioggia.

Sulle ordinate di sinistra è riportata la scala della temperatura a 850 hPa mentre a destra la pioggia in mm nelle 6 ore.

Nelle ascisse in basso la data.

Questi grafici sono calcolati per diverse città in tutto il mondo, ma è possibile anche estrarli inserendo le coordinate geografiche di un luogo con risoluzione di 1 grado.

Previsioni del tempo

Stesso procedimento per i grafici visti fin’ora ma applicati alle carte a 500 hPa.

Si distinguono le solite 20 linee colorate. Si nota subito che soltanto per i primi tre giorni le linee sono pressoché coincidenti. Infatti soltanto per i primi tre giorni si parla di previsioni, oltre si parla di tendenza.

Addirittura oltre il sesto giorno è quasi irriconoscibile uno schema generale, le linee sono talmente ingarbugliate da assomigliare ad un piatto di spaghetti. Da qui il nome “spaghetti” di queste carte.

Terza ed ultima parte di approfondimento sui modelli meteorologici e sulle previsioni del tempo, Giovedi’ 4 agosto

Nimbus, Focus