LEGGERE E CAPIRE LE PREVISIONI DEL TEMPO A.Raimondi , L.S. Pacinotti-CA

6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)LEGGERE E CAPIRE LE PREVISIONI DEL TEMPOA.Raimondi, L.S. Pacinotti-CA6/06/2011-Terminal Crociere Cagliari

A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)

Predicibilit: il battito dali di una farfalla in Brasile genera un tornado in Texas? (Lorenz E., 1992)6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Come si fanno le previsioni del tempo (cosa hanno a che fare con il battito dali della farfalla?)

Come leggere le previsioni del tempo

Tre casi critici (la noname storm, luragano Charley, il nubifragio di Capoterra)

Leggere una cartina meteo


Latmosfera un sistema caotico CAOS DETERMINISTICOFenomeni basati su leggi deterministiche si evolvono in maniera da generare andamenti complessi e imprevedibili tanto che non siamo in grado di distinguerli da eventi casuali. 6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


[] pu accadere che piccole differenze nelle condizioni iniziali ne producano di grandissime nei fenomeni finali. Un piccolo errore nelle prime produce un errore enorme nei secondi. La previsione diventa impossibile e si ha un fenomeno fortuito (Poincar, 1902) 6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)SENSIBILIT ALLE CONDIZIONI INIZIALI


Non esistono cause individuabili dei fenomeni atmosferici

Latmosfera un sistema caotico

Le equazioni che descrivono levoluzione dellatmosfera non possono essere risolte esattamente

Rinunciamo a prevedere i fenomeni meteo ?

6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


OSSERVAZIONIUTENTIEquazioni primitiveCOMUNICAZIONENumerical Weather Predictionhttp://www.meted.ucar.edu/nwp/model_structure/navmenu.php?tab=1&page=1.3.06/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)



MODELLOUn modello una rappresentazione concettuale (spesso una semplificazione) del mondo reale o di una sua parte, nel tentativo di spiegarne il funzionamento o di effettuare previsioniL'efficacia del modello pu essere misurata comparando i dati finali con il risultato effettivo dell'evoluzione del fenomeno (?)INPUTOUTPUTMODELLO


IBM-NOAA supercomputers: 69,7*1018 operazioni al secondo 2,4*108 osservazioni globali giornaliere180 milioni di dollari6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Modelli ad area limitata (LAM) 6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


2500 Km26/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Modelli ad area limitata (LAM)


Piover aCagliari?6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Modelli ad area limitata (LAM)


Rappresentazione dellorografia6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Vortici, turbolenze e altre difficolt6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Il processo di assimilazione dei dati inizia il ciclo di previsione del modello, contribuendo alla definizione delle condizioni iniziali. Tenta di effettuare una discriminazione dei dati trasmessi dalla rete di osservazioni Linput del modello: lassimilazione6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)

MODELLO


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)I satelliti meteo


Distribuzione geografica delle stazioni meteo terrestri6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Distribuzione disomogenea delle stazioni allinterno di una maglia della grigliaMedia delle temperaturemisurate allinterno del grid-box6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Terra o acqua?6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Interazione della radiazione con latmosfera e la superficie terrestre6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Rappresentazione della superficie6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


Processi convettivi6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


PROCESSI CONVETTIVI A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011

UniTre Mogoro, 3/06/2011

PROCESSI SU PICCOLA SCALA A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011


Conoscenza nonprecisa dellecondizioni iniziali+Errori delmodello+Natura caoticadellatmosferaINCERTEZZA DELLA PREVISIONEA. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011


Piccole differenze nello stato iniziale dellatmosfera possono evolversi in stati finali completamente diversiPer migliorare la previsione, possibile tenere conto della sensibilit alle condizioni iniziali perturbandole leggermente

Un fenomeno meteo non pu essere previsto deterministicamente. Possiamo solo definire la probabilit che si verifichi in un dato periodo in una determinata zona

Ensemble Prediction System (EPS)A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011


Una rappresentazione delloutput dellEPS: spaghetti plot A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Previsione degli eventi meteo


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Previsione delle conseguenze degli eventi meteo


A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA) Temperature in sensibile variazione; Precipitazioni intense; Venti moderati; Nelle prime ore del pomeriggio Anticiclone Bel tempo (To try to define good weather is to invite more questions than answers (WMO, 2008)) poco probabile che domani piova = molto probabile che domani non piova ? peoples interpretation of probability descriptors depends on the background frequency of an event. Hence, people interpret a slight chance of rain in London as meaning a higher numeric probability than a slight chance of rain in Madrid (Patt. et al., 2003) A 30% chance of rain tomorrow: how does the public understand probabilistic weather forecast? (Gigerenzer et al., 2005) Sono possibili precipitazioni ma non sono probabili (Meteorologo di una rete televisiva nazionale)Il processo comunicativo delle previsioni: ambiguit della terminologia6/06/2011


Se per domani prevista pioggia con una probabilit di pioggia del 30% significa che:(Gigerenzer et al., 2005, Joslyn et al., 2009)

Piover nel 30% della zona interessata dalla previsione ?

Piover il 30% della giornata ?

Piover nel 30% delle giornate come domani ?

Laffidabilit della previsione del 30% ?

Capire gli eventi e capire la probabilit 6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


.Canale 5 27 dicembre 20086/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Il ruolo dei media


febbraio 2009: Grandinata a Palermo. La 7 parla di neve a seguito di unerrata notizia di agenzia

marzo 2009: in un servizio sulle piogge che hanno colpito la Sardegna, il Radio giornale Rai della Sardegna dice che Questanno le precipitazioni in Sardegna sono state le pi elevate degli ultimi 205 anni.6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Il ruolo dei media13/02/0815/10/87


Luragano Charley(agosto 2004)No-name storm( marzo 1993)1*1013 $ di danni; 300 morti; prevista con 5 giorni di anticipo1,5*1013 $ di danni; 30 morti previsto con 28 ore di anticipo6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)NRC, 2006Il processo comunicativo delle previsioni: luragano Charley


A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011http://imageshack.us/photo/my-images/69/brezza.jpg/NONAME STORM


Nubifragio a Capoterra (22 ottobre 2008)1,1*107 euro di danni; 5 morti; previsto (?) con 22 ore di anticipo6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)www.sardegna-clima.itIl processo comunicativo delle previsioni: il nubifragio di Capoterra


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Il processo comunicativo delle previsioni: il nubifragio di Capoterra


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)http://ricerca.ismar.cnr.it/MODELLI/ONDE_MED_ITALIA/ONDE_MED_ITALIA.php


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Conclusioni


Dobbiamo imparare a non giudicare pi le varie forme di sapere, di pratica e di cultura prodotte dalle societ umane, ma a incrociarle, a stabilire nuovi canali di comunicazione (Prigogine I., Stengers I., 1999)

I meteorologi devono acquisire la consapevolezza di essere scienziati della complessit

necessario attivare un efficace sistema di formazione permanente che prepari una generazione di meteorologi e utenti capaci di pensare meteo e societ integrati Stabilire e consolidare esperienze e risorse nellintegrazione di scienze sociali e previsione del tempo Progettare ed effettuare test per integrare la scienza sociale nello sviluppo di nuove tecnologie e prodotti per la meteorologia

. UniTre Mogoro, 3/06/2011A. Raimondi


Lavanzamento delle previsioni del tempo progredisce su due fronti: da un lato migliorando la rete di osservazioni, il sistema di assimilazione dei dati e i modelli NWP; dallaltro accettando il fatto che le previsioni saranno sempre imperfette, provando a misurare il grado di incertezza (Personn et al., 2007)

La strada per introdurre una comprensione razionale del miglior modo di utilizzare le previsioni del tempo in generale e delle previsioni probabilistiche in particolare sar lungo, ma pieno di interessanti sfide (Persson et al., 2007)

necessario attivare un efficace sistema di formazione permanente che prepari una generazione di meteorologi e utenti capaci di pensare meteo e societ integrati

A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011Conclusioni


6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)Acot, P., 2004: Storia del clima, Donzelli editore, Roma, pp. 249.Acot, P., 2007: Catastrofi climatiche e disastri sociali, Donzelli editore, Roma, pp. 168.Broad K., Leiserowitz A., Weinkle J., Steketee M., 2007: Misinterpretations of the Cone of Uncertainty in Florida during the 2004 Hurricane Season. Bulletin of American Meteorological Society, 88, 5, pp. 651-667.Cantzler J.M., 2004: The storm with no name: individual and official responses to the Superstorm of 1993. In http://ccb.colorado.edu/superstorm/cantzler.pdf.Gigerenzer G., 2003: Quando i numeri ingannano. Imparare a vivere con lincertezza. Raffaello Cortina Editore, Milano, pp. 352.Holton J.R., 1992: An introduction to dynamic meteorology. Academic Press, San Diego (CA), pp. 511.Malardel S., 2005: Fondamentaux de mtorologie: a lcole du temps. Cpadus editions, Toulouse, pp. 709.Sottocorona P., 1997: Una finestra sul cielo. Manuale di meteorologia. Editrice Incontri Nautici, Roma, pp. 89.Wallace J.M., Hobbs P.V., 1977: Atmospheric Science. Academic Press, San Diego (CA), pp. 467.

www.sar.sardegna.itwww.meteoam.itwww.meteoalarm.euwww.meteociel.frwww.sardegna-clima.itwww.ismar.cnr.it


GRAZIE!A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011


e i cambiamenti climatici? A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011


Climatologia: studia il clima, ovvero la media del tempo in un periodo di almeno trentanni. Effettua previsioni di variazioni del clima a lungo termine

Meteorologia: studia il tempo in un periodo non superiore ai 15 giorni; effettua previsioni a breve termine A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011Cambiamenti climatici


Valutazione della probabilit di un dato aumento della temperatura effettuata da esperti di modelli climatici (Arnell et al, 2005) Se lincertezza non misurabile n controllabile, allora le previsioni hanno valore limitato e vanno inquadrate in tale contesto (Pielke, 2001)A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011Cambiamenti climatici

GlobalTemperatureChange Exceeds . . .123450.5C/decade19020320.6C/decade0.180100.50.50.7C/decade07050.10.10.8C/decade060200.01>0.9C/decade050100.001


A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011Cambiamenti climatici


A. RaimondiUniTre Mogoro, 3/06/2011Cambiamenti climatici?


?poich latmosfera un sistema dinamico caotico, un qualunque piccolo errore nelle condizioni iniziali condurr ad errori crescenti nella previsione, portando eventualmente ad una totale perdita dellinformazione predittiva (E. Lorenz, 1969) Il battito dali dun gabbiano dovrebbe alterare per sempre levoluzione del tempo (E. Lorenz, 1963) 6/06/2011A. Raimondi (L.S. Pacinotti-CA)




Itornado, o trombe d'aria, sono violenti vortici d'aria che si originano alla base di uncumulonemboe giungono a toccare il suolo. I tornado sono associati quasi sempre atemporalimolto violenti, possono percorrere centinaia di chilometri e generare venti anche di 500 km/h. I tornado sono fenomeni meteorologici altamente distruttivi, nell'areamediterranearappresentano il fenomeno pi violento verificabile sia pure con frequenza non elevata. l processo di formazione di un tornado legato a caratteristiche atmosferiche particolari. Le condizioni propizie per la formazione di cumulonembi si trovano negli ambienti fortementeinstabili, caratterizzati da venti variabili a seconda dell'altezza e dalla presenza di una massa di aria calda e umida, sovrastata da quella fredda e secca ad un'altezza di circa 1500 metri. Nel caso l'aria a bassa quota venga costretta a risalire, a causa di perturbazioni e fronti d'aria, allora salendo si raffredda, si espande, innesca la condensazione e infine la formazione di una nube avente una base appiattita. A questo punto queste parti d'aria si riscaldano fino a una temperatura maggiore dell'ambiente, quindi acquisiscono la libert di salire ulteriormente a una velocit elevatissima (250 km all'ora) formando un cumulonembo torreggiante. Quando queste parti d'aria riscendono dalla stratosfera si incanalano ai lati del cumulonembo dando luogo all'incudine del tornado.[1]Normalmente un fenomeno temporalesco sviluppa dei moti ventosi al suo interno pi o meno rettilinei; in alcuni casi, invece, il moto ventoso che genera il cumulonembo pu dar vita a vortici, ovvero alla formazione di moti circolatori all'interno e all'esterno della nube. Questi vortici, in determinate situazioni, danno origine a tornado. La nascita dei moti vorticosi pu avere cause molteplici: la pi comune che la turbolenza vorticosa sia originata dal contrasto tra la corrente ascensionale e quella discendente del temporale; in questo caso i tornado generati sono di norma di debole intensit e di breve durata. L'altra possibilit che il moto vorticoso nasca insieme alla formazione temporalesca e ne determini lo sviluppo producendo al suo interno un sistema rotatorio e in questo caso si parla dimesocicloni. La formazione dei mesocicloni dipende dal fenomeno delwindshear(vento variabile), una particolare circolazione atmosferica che si verifica solamente in presenza di venti variabili di intensit e direzione in quota progressiva. Queste condizioni stimolano lo sviluppo di moti rotatori in una zona di instabilit atmosferica, l'intensit dei temporali che si formano in presenza di windshear aumenta notevolmente. Un'altra condizione utile alla formazione di un tornado la presenza di correnti fredde in quota (correnti a getto) che alimentano il moto convettivo del cumulonembo e ne stimolano la rotazione. Queste condizioni atmosferiche danno vita a temporali di notevole intensit, potenzialmente capaci di generare dei tornado. Il fenomeno tornadico ha origine nel settore ascensionale (updraft) di queste intense formazioni temporalesche, la cui circolazione (come quella dei venti del mesociclone) antioraria nell'emisfero borealee oraria nell'emisfero australe(per l'effetto diCoriolis). Al centro della colonna d'aria ascensionale si forma una notevole depressione con una differenza di gradiente barico tra centro e periferia, nel caso questa raggiunga valori notevoli (dai 20 ai 40hPa) l'aria viene letteralmente risucchiata fino a raggiungere il suolo, con una corrente circolatoria concentrata che raggiunge altissime velocit.

**Glianticiclonisono zone di altapressionesullasuperficie terrestrea forma circolare oellittica, che causano modeste variazioni dei parametrimeteorologici. Al loro interno iventisono deboli, spesso a regime dibrezza, e soffiano insenso orarionell'emisfero borealeeantiorarioin quelloaustrale.L'aria, essendo pesante, si comprime, si riscalda e diventa pi secca (fenomeno dettosubsidenza), dissolvendo spesso lenubi. In presenza di un anticiclone, per, durante l'invernopossono formarsinebbieofoschiea causa delleinversioni termichenei pressi del suolo, mentre durante l'estateil forte riscaldamento del suolo pu causare la formazione improvvisa dicumulonembicon i conseguenti temporali di calore.

*Prima di questa mettere scala Beaufort*A tropical cyclone's primary energy source is the release of theheat of condensationfrom water vaporcondensing, withsolar heatingbeing the initial source for evaporation. Therefore, a tropical cyclone can be visualized as a giant verticalheat enginesupported by mechanics driven by physical forces such as therotationandgravityof the Earth.[15]In another way, tropical cyclones could be viewed as a special type ofmesoscale convective complex, which continues to develop over a vast source of relative warmth and moisture. While an initial warm core system, such as an organized thunderstorm complex, is necessary for the formation of a tropical cyclone, a large flux of energy is needed to loweratmospheric pressuremore than a few millibars (0.10inch ofmercury). Theinflowof warmth and moisture from the underlying ocean surface is critical for tropical cyclone strengthening.[16]A significant amount of the inflow in the cyclone is in the lowest 1kilometre (3,300ft) of the atmosphere.[17]Condensation leads to higher wind speeds, as a tiny fraction of the released energy is converted into mechanical energy;[18]the faster winds and lower pressure associated with them in turn cause increased surface evaporation and thus even more condensation. Much of the released energy drivesupdraftsthat increase the height of the storm clouds, speeding up condensation.[19]Thispositive feedback loop, called theWind-induced surface heat exchange, continues for as long as conditions are favorable fortropical cyclone development. Factors such as a continued lack of equilibrium in air mass distribution would also give supporting energy to the cyclone. The rotation of the Earth causes the system to spin, an effect known as theCoriolis effect, giving it a cyclonic characteristic and affecting the trajectory of the storm.[20][21][22]What primarily distinguishes tropical cyclones from other meteorological phenomena isdeep convectionas a driving force.[23]Because convection is strongest in atropical climate, it defines the initial domain of the tropical cyclone. By contrast,mid-latitude cyclonesdraw their energy mostly from pre-existing horizontal temperaturegradientsin the atmosphere.[23]To continue to drive its heat engine, a tropical cyclone must remain over warm water, which provides the needed atmospheric moisture to keep the positive feedback loop running. When a tropical cyclone passes over land, it is cut off from its heat source and its strength diminishes rapidly.[24]*n generale il fenomeno di interesse sono le onde prodotte dagli effetti del vento sulla superficie del mare. Dal punto di vista matematico un'onda caratterizzata da un'altezza1, unalunghezzae unperiodo2. L'altezza la distanza verticale fra la cresta e il cavo dell'onda, la lunghezza la distanza orizzontale fra due creste successive, il periodo il tempo che intercorre fra i passaggi di due creste successive per un punto fisso. Altre grandezze che descrivono le onde sono la frequenza, ricavabile dal periodo, il nunero d'onda, ricavabile dalla lunghezza, e la velocit che funzione di queste. Nella realt non si ha mai a che fare con un'onda singola, ma piuttosto con uno o pi gruppi di onde, con caratteristiche anche molto diverse, spesso interagenti fra di loro, che rendendo la descrizione del fenomeno molto pi difficile. Poich occorre comunque fare delle osservazioni sintetiche e immediatamente comprensibili dello stato del mare, si ricorre a parametri che ne descrivono le caratteristiche salienti da un punto di vista statistico, e che in qualche modo si possono ricondurre a quanto descritto sopra. Ovviamente un simile approccio non pu che avere una utilit pratica, in quanto non permette una completa descrizione del fenomeno onde.Per il calcolo dello stato del mare, cio laltezza delle onde, linformazione pi rilevante il vento che soffia sulla superficie marina. Il concetto fondamentale alla base dei modelli cosidetti spettrali e' che, conformemente all'immagine intuitiva del mare, questo risulta dalla sovrapposizione di onde di altezza, lunghezza e direzione diverse si pensi ad un mare da vento sovrapposto ad un mare lungo da altra direzione. Lo spettro e' appunto l'insieme dell' energia associata alle singole componenti, ognuna specificata come frequenza (cioe' periodo, e quindi lunghezza) e direzione. La sommaEdi tutte queste energie e' collegata all' altezza significativa, cosiddetta perche' corrispondente alla stima visiva dell' altezza d'onda che facciamo osservando una mareggiata.*Mettere il computer di Lorenz*

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