APPROFONDIMENTO SUI MODELLI PREVISIONALI
(a cura di Simone Zanardini di MeteoBresciaNetwork.it)
I modelli previsionali sono dei modelli meteorologici matematici, strumenti indispensabili per riuscire a fare delle previsioni meteo.
Per avere un modello che simula l’atmosfera occorrono ovviamente dei dati atmosferici che servono per riprodurre in scala più o meno estesa l’atmosfera. Per riprodurre le evoluzioni atmosferiche abbiamo quindi bisogno di un programma che riesca a riprodurre tutte quelle condizioni che succedono nelle zone prese in esame.
Occorre quindi conoscere il territorio e la sua orografia, occorre conoscere dati sia della terraferma che dei mari e laghi. Attualmente alcune zone della terra sono coperte da parecchie zone di rilevamento mentre ci sono ampie zone della terra in cui vi sono molti km di distanza da un punto di rilevamento.
I dati presi dal posto di rilevamento e quelli presi dai mari vengono ottenuti da centri meteorologici attraverso stazioni a terra in grado di rilevare ogni caratteristica atmosferica al suolo e dati nell’atmosfera vengono ottenuti attraverso il lancio di palloni sonda in grado di darci dati completi atmosferici alle varie quote sopra la stazione di lancio.
Tutto l’insieme dei dati via mare (dati dalle boe di rilevazione) terra e aria vengono gestiti dal GDAS (global data assimilation system) il quale fornisce i dati base numerici che servono ai supercomputer dei centri di calcolo mondiali per l’elaborazione del modello meteo globale.
Ultimamente negli Stati Uniti e nelle zone tropicali oltre ai dati già menzionati sono state introdotte nuove assimilazioni dai satelliti ad alta risoluzione per cercare di migliorare l’attendibilità a breve e medio termine e per cercare di prevenire l’intensità e il tragitto dei fenomeni tropicali.
Il primo modello che nasce è definito modello globale perché simula l’evoluzioni atmosferica su ampia scala (interi continenti) dando delle ottime proiezioni riguardo all’atmosfera in media ed alta quota. Un esempio classico è la proiezione del modello globale americano GFS con la mappa Europea.
I pregi di un modello Globale sono soprattutto riguardanti il tempo di elaborazione infatti il modello globale viene elaborato in pochissime ore, quindi in poco tempo di ha a disposizione una proiezione del tempo delle prossime ore e giorni. Il modello Globale inoltre viene utilizzato per le analisi a medio e lungo termine (3-7 giorni).
I difetti di un modello globale riguardano esclusivamente la perfezione di una previsione. Facendo un semplice esempio,con il modello globale possiamo sapere con discreta attendibilità se fra 72 ore Brescia sarà in regime anticiclonico o ciclonico ma non potremo sapere se esattamente fra 72 ore a Brescia pioverà o No.
I limiti della meteorologia oltre che essere puramente fisici (infatti i modelli globali cercano, attraverso svariati calcoli atmosferici, di simulare evoluzioni atmosferiche a tutte le quote) sono anche tecnologici infatti i calcolatori non sono in grado di essere più precisi per una questione puramente di tempo. Se in un modello globale fosse introdotta un’ottima orografia, per esempio Europea, i tempi di calcolo sarebbero talmente lunghi da non permetterci di avere una proiezione in tempo utile. Quindi col tempo sono migliorati è vero i calcolatori e ciò è andato a vantaggio della previsione sempre + attendibile ma però i tempi sono sempre rimasti quelli utili per avere una previsione a breve termine.
Per un discorso invece puramente locale ossia per avere un’evoluzione + precisa del tempo in una determinata zona ci sono dei modelli al alta risoluzione chiamati LAM i quali partendo dalla proiezione del modello Globale riescono a simulare il tempo di 1-2-3 giorni in una determinata zona. In base alla qualità del modello ossia alla simulazione del territorio la più precisa possibile e alla qualità puramente matematica del modello, attraverso i LAM (Limited Area Model)si può effettuare una previsione più precisa di una determinata zona riuscendo a stabilire il tempo previsto a distanza di poche ore.Sotto un esempio di un modello ad area limitata (Moloch).

GFS (Global Forecast System)
Il modello GFS elaborato dal NCEP è forse il più noto modello meteorologico Americano che nasce qualche anno fa come evoluzione dei vecchi modelli MRF (medium range forecast) e AVN (aviation global model).
Mentre il modello AVN aveva lo scopo di elaborare una proiezione a breve termine, il modello MRF invece elaborava proiezioni a medio e lungo termine. Dal 2002 la creazione di un unico modello globale chiamato appunto GFS.
Esistono in rete varie elaborazioni di questo modello ma per praticità ed efficienza si consigliano le elaborazioni del portale tedesco wetterzentrale che fornisce in tempi molto brevi le emissioni.
La griglia orizzontale di lavoro di questo modello in rete su Wetterzentrale è di 100km circa e nell’elaborazione con zoom a metà Europa la griglia si riduce a 50km inoltre l’orografia del modello è molto limitata soprattutto per quello che riguarda i nostri rilievi.
Innanzitutto il modello americano che ultimamente ha avuto delle migliorie nell’elaborazione dei dati, offre una grossa varietà di mappe e offre 4 emissioni giornaliere (ore 00-06-12-18). Il portale wetterzentrale offre la proiezione a distanza di 5 ore dall’ora delle misurazioni in tempi quindi molto brevi. Questo aspetto lo rendo molto utile sulla tempistica e sulle verifiche del modello in condizioni di nowcasting. GFS offre 4 emissioni giornaliere in cui la 18 e la 00 lavorano esclusivamente con tutti i dati nuovi di misurazione. Il run 06 e 12 invece hanno parte di dati nuovi a parte presi dalle proiezioni precedenti. La logica ci potrebbe portare a pensare che quindi il run 18 e 00 siano migliori degli altri. In realtà l’affidabilità delle varie emissioni varia soprattutto in base alle condizioni climatiche preesistenti.

Io l’ho trovato veramente interessante e ben fatto , è spiegato con parole semplici e chiare.

Tags: Didattica, Previsioni

Cosa sono i modelli previsionali?
MODELLI PREVISIONALI.
I modelli previsionali sono dei modelli meteorologici matematici, strumenti indispensabili per riuscire a fare delle previsioni meteo.

TIPI DI MODELLI DISPONIBILI.
Ci sono due tipi principali di modelli, quelli globali e quelli locali ad alta risoluzione (LAM).
I modelli globali sono: GFS (centro meteo americano), ECMWF (centro meteo europeo), UKMO (inglese), GME (tedesco), GEM (canadese), JMA (giapponese), NOGAPS (americano), SEMBAC (americano), WMC (russo). Non escludo che ce ne sia qualcun’altro che in questo momento mi sfugge. Questi modelli si differenziano per vari parametri, quali la risoluzione orizzontale, l’orografia, i livelli verticali e, molto importante per l’utente finale che guarda le elaborazioni grafiche, i parametri messi a disposizione pubblicamente.

MODELLI GLOBALI GFS/ECMWF.
GFS mette a disposizione quasi 200 parametri, e sta a chi effettua le elaborazioni decidere cosa elaborare. GFS inoltre viene messo a disposizione a diverse risoluzioni orizzontali, da 0.5 a 2.5°. Le risoluzioni a 0.5 e 1° arrivano fino alle 180 ore di previsione, la risoluzione a 2.5° fino a 384 ore (da tenere conto che alla nostra latitudine 1° equivale a circa 80 km).
ECMWF mette a disposizione solo pochissimi parametri pubblicamente del modello a risoluzione 2.5°, cosi’ come UKMO. A pagamento, o per gli enti pubblici invece sono disponibili tutti i parametri.
Ci sono poi i modelli Ensemble. Piu’ che un modello Ensemble e’ una tecnica. I maggiori centri meteo affiancano quindi alle uscite ufficiali del loro modello, quelle eseguite tramite la tecnica ensemble, che consiste nell’introdurre volutamente delle perturbazioni sui dati in ingresso, modificando alcuni parametri (credo in sintesi solo la temperatura al momento) per testare, al variare di questi parametri, quanto viene modificata la previsione. Questa tecnica tenta di annullare gli errori dei dati in ingresso che ci sono sempre, introducendone volutamente degli altri. In sintesi, nelle previsioni sul medio lungo periodo, dai 7 ai 15 giorni, di solito i risultati previsionali ottenuti dalla “media” dell’Ensemble, sono migliori rispetto a quelli del run ufficiale del modello. Avremo quindi GFS/Ensemble, ECMWF/Ensemble ecc. Anche in questo caso GFS mette a disposizione integralmente la propria elaborazione Ensemble, ECMWF se la tiene nel cassetto rendendo disponibili pubblicamente spizzichi e bocconi.

MODELLI LOCALI LAM.
Lasciando da parte altre divisioni interne ad essi, sono in linea generale modelli a scala limitata, con risoluzione orizzontale ed orografica molto piu’ dettagliata rispetto ad un modello globale, e quindi assai piu’ adatti alle previsioni per le ore o i giorni successivi fino a 3 o 4 giorni. Di norma infatti lo spazio temporale coperto da un LAM non supera le 96 ore e spesso rimane al di sotto di questa soglia (dipende da vari fattori intrinsechi al LAM, ai dati di inizializzazione di disponibili o relativi alla potenza di calcolo disponibile). Vi e’ da dire che i LAM sono inizializzati sul run di analisi di un modello globale, cioe’ prendono i dati di inizio e del contorno da un modello globale e successivamente elaborano la previsione secondo la propria fisica. I dati di init possono anche essere integrati con altri.

LAM ITALIANI.
C’è MM5, LAM prodotto in America, adatto per l’Italia, l’area alpina e della ex-Jugoslavia. Attualmente le previsioni arrivano a coprire un arco di 48 ore. MM5 e’ un LAM molto usato per la previsione dei fenomeni convettivi, molti centri meteo lo utilizzano anche nella previsione degli uragani. C’e’ il BOLAM, che e’ un LAM prodotto in Italia dall’UNI di Bologna ed elaborato dall’UNI di Genova. Per l’area europa compreso il nord Italia c’e’ poi il LAM NMM elaborato dall’UNI di Basilea (ma anche questo come MM5 e’ un LAM di origine americana). Infine da citare il LAM ETA, prodotto in Serbia e di cui esistono diverse elaborazioni sia gratuite che a pagamento.

SPAGHETTI.
Gli spaghetti non sono un modello, sono soltanto un’elaborazione grafica basata su ENSEMBLE o MULTIMODEL.

Tags: Didattica, Previsioni