Argomenti1. Definizioni di clima e tempo atmosferico2. I parametri e gli strumenti meteorologici

3. Acquisizione dati meteorologici e controllo

Acquisizione dati meteorologici

• Le reti di rilevamento• Strumenti di rilevamento:

– Le stazioni meteorologiche– I satelliti– Il radar– I modelli numerici

• Le fonti dei dati

Fino agli anni ’60 la rete osservativa era costituita da stazioni meteorologiche di terra (strumentazione meccanica o direttamente da un osservatore).In questi ultimi 40 per lo sviluppo dell'elettronica, dell'informatica, delle telecomunicazioni e delle applicazioni spaziali, l’ osservazione meteorologica viene fatta:

Le reti di rilevamento

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Stazioni meteo tradizionali automatiche, con trasmissione dei dati direttamente via modem radio o attraverso i satelliti come ponte di trasmissione

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Satelliti●

Radar

Le reti di rilevamento●

Un sistema osservativo è dunque oggi costituito da un insieme di strumenti d'osservazione che possono essere raggruppati in:

•Rete meteorologica e climatologica,•Rete radar,•Immagini satellitari,•Reti per applicazioni specifiche

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OMM/WMO regola:•I protocolli di comunicazione, •l’organizzazione delle reti, •gli standard di misura e strumentali, •i codici di stazione, i formati di input e di output, •le norme di accesso ai dati, ecc.

Rete meteorologica e climatologica• Gli strumenti che misurano i principali parametri

sono generalmente collocati all'interno di strutture definite stazioni meteorologiche.

• La rete e’ costituita dalle stazioni di terra e di mare (boe o navi):– sinottiche che inviano i dati direttamente sulla rete

mondiale di telecomunicazioni per la meteorologia (GTS - Global Telecommunication System).

– climatologiche dove i dati vengono elaborati in tempo differito.

– agrometeorologiche dove i dati sono raccolti dal gestore che provvede ad elaborali ed ad inviarli agli utenti (sono localizzate in aree rurali).

Criteri di collocazione• La zona deve essere pianeggiante e libera da ostacoli ed

ostruzioni • La superficie deve essere coperta con la vegetazione naturale

della zona, la quale deve essere frequentemente tagliata in modo da mantenerla uniformemente bassa.

• Ostruzioni come alberi, siepi o edifici devono essere sufficientemente lontani dagli strumenti, circa 8-10 volte la loro altezza. E' necessario prestare particolare attenzione agli ombreggiamenti prodotti dalle ostruzioni anche se brevi periodi di ombreggiamento, all'alba ed al tramonto sono inevitabili.

• Accessibilità: aree soggette ad advezioni d'aria, od ad innondazioni o prossime a paludi, stagni, soprattutto se temporanei, devono essere evitati. Questo in modo da agevolare le operazioni di manutenzione e controllo degli strumenti

• Per evitare le intrusioni di animali è possibile recintare la stazione..

• L’area deve esser rappresentativa, presentando le naturali condizioni climatiche della area da monitorare, ed al tempo stesso le principali caratteristiche geografiche e topografiche.

Esempi

Capannina

Portatile Trasm. Satell.

Automatica

Rete radar•

Nella maggior parte dei Paesi industrializzati è ormai attiva una rete di radar meteorologici che copre il territorio nazionale e che permette di misurare le precipitazioni con grande precisione spaziale. Tale rete necessita di un certo numero di stazioni standard dotate di pluviometri per la calibrazione dei dati radar.

•

Il funzionamento del radar si basa sull'emissione di onde elettromagnetiche (nella banda delle microonde) che in presenza di ostacoli, tra i quali vi sono anche le particelle d’acqua che costituiscono le precipitazioni, vengono riflesse e successivamente rilevate da un ricevitore.

•

L’intensità dell’eco è legata alla quantità di pioggia da una relazione, per cui è possibile definire una mappa delle precipitazioni nello spazio e seguire la dinamica delle perturbazioni

Mappa di pioggia e confronto dati misurati e stimati

Immagini satellitari

• Si possono distinguere due categorie di satelliti: – i satelliti meteorologici – i satelliti per l’osservazione delle

caratteristiche della superficie terrestre

Le caratteristiche• il tempo di ricorrenza delle informazioni disponibili

su uno stesso punto (cioè ogni quanto tempo il satellite passa su un dato punto)

• la risoluzione spaziale della misura effettuata (in m2

o km2), espressa come dimensione del pixel, che rappresenta i punti elementari nei quali i può scomporre l’immagine

• la risoluzione radiometrica, che indica l’intervallo dello spettro elettromagnetico nel quale viene effettuata la misura ed il numero di bande in cui esso è suddivisa (visibile e dell’infrarosso termico, delle microonde) (copertura nuvolosa, temperatura nubi e superficiale, precipitazioni, ecc.)

I satelliti geostazionari ed i satelliti orbitanti

• satelliti geostazionari– Sono posti ad una quota che permette

la stessa velocita’ di rotazione della terra, quindi guardano costantemente lo stesso punto della superficie (es. Meteosat 36000 km),

– immagini in continuo e distorsione crescente verso i poli.

– risoluzione spaziale è in genere piuttosto bassa (l’attuale Meteosat di 5 km x 5 km, la prossima generazione di Meteosat di 1 km x 1 km)

• satelliti orbitanti– ruotano intorno alla superficie

terrestre secondo orbite polari con una risoluzione piu’ alta (es. 1.1 Km x 1.1 Km) e con passaggi ad intervalli regolari (es. quattro volte il giorno) (700 x 1000 km)

Reti per applicazioni specifiche

• Alcuni settori richiedono reti particolari di monitoraggio:– la rete idrometeorologica, – la rete freatimetrica, – la rete ondametrica– la rete di rilevamento fulmini (eventi

temporaleschi)

Modelli matematici numerici di previsione

Mappe di precipitazione prevista

Griglia 1

Griglia 2

Le fonti dei dati internazionali• A livello internazionale vi sono oggi numerosi Enti che

raccolgono ed organizzano i dati meteorologici che circolano sulla GTS - Global Telecommunications Systems, la rete internazionale le cui specifiche sono stabilite dall’ O.M.M.:– Centro Meteorologico Europeo di Reading, ECMRWF– NOAA - National Oceanic Atmospheric Administration degli

U.S.A.

• Possono essere acquistati i dati meteorologici giornalieri di tutte le stazioni sinottiche distribuite sul pianeta e presso il sito INTERNET della NOAA sono oggi disponibili in tempo reale i dati che circolano sul GTS e quelli climatici riuniti nella banca dati.

• Il periodo per i quali tali dati sono disponibili varia con le stazioni

Altre fonti dei dati internazionali

• FAO Dipartimento di Agrometeorologia, Roma

• CEE - Progetto CORINE, Bruxelles• CEE- Joint Research Center Institute for

Remote Sensing, Ispra

Fonti dati italiani• Italia insieme ad altri paesi europei ha la serie più lunga di

dati climatici disponibili. Infatti alla metà del '600 il Granduca Ferdinando di Toscana organizzò la prima rete di rilevamento europea con alcune stazioni a Parigi, Varsavia, Innsbruck, Vallombrosa, etc.

• Le stazioni con lunghe serie di dati presentano talvolta difficoltà di utilizzazione essendo stata modificata la localizzazione o l'ambiente circostante la stazione, ma costituiscono nondimeno materiale interessante particolarmente oggi che il tema dei cambiamenti climatici è di attualità e richiede serie assai lunghe di dati per il confronto.

Le fonti dei dati italiani• Le principali fonti nazionali di dati

meteorologici sono rappresentate da:– Servizio Meteorologico dell'Aeronautica -Roma– Servizio Idrografico della Presidenza del

Consiglio dei Ministri,– ISTAT-Istituto Centrale di Statistica – UCEA-Ufficio Centrale di Ecologia Agraria del

MiPAF

• Vi sono poi altre reti come quelle:– ENEL, – Soc.Autostrade, – Servizi Agrometeorologici Regionali– antichi Osservatori con lunghe serie storiche.