ARPA FVG continua a contribuire alla ricerca meteorologica

L’impegno di ARPA FVG per promuovere la ricerca nel campo meteorologico continua con la recente pubblicazione di due nuovi articoli scientifici, a cui ha collaborato personale dell’Agenzia.

I primo articolo riguarda il fenomeno della grandine: ne analizza l’episodio più rilevante mai registrato in Friuli Venezia Giulia in termini di pannelli colpiti e le condizioni atmosferiche in cui si è sviluppato.

Il secondo articolo tratta di un nuovo approccio che si è rivelato più efficace per studiare la relazione tra la pioggia osservata e alcuni parametri ricavati dai radiosondaggi.

1)   Lo studio sulla grandinata più intensa verificatasi in FVG

Sul numero di novembre 2020 della prestigiosa rivista “Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society” è stato pubblicato lo studio dettagliato della grandinata che ha prodotto il maggior numero di pannelli colpiti dalla grandine mai registrato dalla rete regionale di rilevamento della grandine (115 pannelli colpiti il 04 luglio 2007), evento che ora si è potuto studiare anche utilizzando strumenti di simulazione più avanzati che attualmente i meteorologi hanno a disposizione.

Lo studio si avvale dell’uso dei dati di fulminazione, dei radar meteorologici di Fossalon di Grado e di Loncon (ARPAV), del satellite (sia polare che geostazionario), dell’analisi dei radiosondaggi, nonché dell’analisi dei chicchi di grandine impressi sui pannelli colpiti (“hailpads”). I risultati dimostrano che la singola cella che ha prodotto il numero maggiore di pannelli colpiti durante quella giornata (76 su 115) ha avuto un’evoluzione con una riflettività radar che è passata da una forma rotondeggiante (fase 1) ad una forma ad arco (fase 2), per finire con una forma a “virgola” (fase 3). La figura 1 illustra in modo composito le tre forme osservate.

I chicchi più grandi rilevati dai pannelli (fino a 34 mm), che hanno prodotto energia cinetica fino a 155 Joule⋅m⁻², sono caduti durante la prima fase (nel Pordenonese), mentre il numero massimo di pannelli colpiti in 10 minuti è stato osservato nella transizione tra prima e seconda fase, ovvero 20 minuti dopo il picco massimo di fulmini nube-suolo caduti in pianura (fino a 60 fulmini in 5 minuti su un’area di circa 4,400 km²).

Infine l’ISAC-CNR ha fatto delle simulazioni numeriche specifiche per questo caso, testando diverse condizioni iniziali e schemi di microfisica, utilizzando l’ultimo ritrovato per quanto concerne la simulazione della grandine, ovvero il modulo “WRF-HAILCAST”, introdotto per la prima volta nel 2016. Tra tutte le simulazioni fatte, una in particolare è riuscita a riprodurre una cella con un andamento della riflettività radar –simulata- simile a quella realmente osservata.

Questa analisi rappresenta un altro passo in avanti nella conoscenza di un fenomeno complesso come le grandinate e verso il miglioramento delle capacità di previsione di tali eventi.

Per approfondimenti vedere:

Manzato, A, Riva, V, Tiesi, A, Marcello Miglietta, M. Observational analysis and simulations of a severe hailstorm in northeastern Italy. QJ R Meteorol Soc. 2020; vol 146, 3587–3611. https://doi.org/10.1002/qj.3886  

2)   Un nuovo approccio per capire il legame tra la pioggia osservata e alcuni parametri utilizzabili per prevederla

Spesso in meteorologia si utilizza il concetto di correlazione statistica per rappresentare il legame tra una variabile da predire (predittando) e una o più variabili predittive (predittori). In alcune circostanze però questo approccio può mal descrivere il vero rapporto che lega le variabili.

Questo articolo, pubblicato online a novembre sul sito della rivista internazionale “Tellus A” indaga l’uso di un approccio diverso, definito “a ciclo dinamico”, per studiare la relazione tra la pioggia osservata (variabile da predire) e l’energia termodinamica potenzialmente disponibile – CAPE - o l’acqua precipitabile integrata sulla colonna atmosferica – CIW - (predittori), utilizzando l’ipotesi che il legame tra le variabili sia un ciclo dinamico di tipo “carico-scarico”. Un ciclo di tipo carico-scarico è un legame tra due variabili che non associa ad un valore di una variabile un unico valore dell’altra, ma due o più valori, come per esempio nel fenomeno dell’isteresi (https://it.wikipedia.org/wiki/Isteresi).

Lo studio analizza i valori di pioggia misurata al suolo e di CAPE o CIW derivati dalle osservazioni dei radiosondaggi, sia in una zona molto piovosa delle medie latitudini (ovvero la pianura del Friuli Venezia Giulia) che nei Tropici (dati del progetto TOGA-COARE svoltosi nell’oceano Pacifico). Mentre in entrambi i casi la correlazione tra pioggia cumulata nelle 6 ore successive al radiosondaggio e - ad esempio - CAPE è molto bassa, il ciclo dinamico tra pioggia e CAPE indica un legame più forte tra queste variabili, in particolar modo nei Tropici rispetto alle medie latitudini.

La figura 2 mostra il ciclo di “carico-scarico nello spazio delle fasi” tra pioggia e CAPE o CIW derivato dai dati per i Tropici e per la pianura del Friuli Venezia Giulia.

Questo studio sull’utilizzo dell’approccio “a ciclo dinamico” è un esempio di come anche in campo meteorologico sia importante affiancare all’attività quotidiana, di elaborazione delle previsioni del tempo, delle attività di ricerca che possano migliorarne l’accuratezza, cercando nuovi approcci anche dal punto di vista teorico.

Per maggiori approfondimenti su questo lavoro, nato dalla collaborazione tra un ricercatore di MeteoFrance, due professori dell’Università di Reading (UK) e un collega dell’ARPA FVG, si rimanda a:

J.-I. Yano, M. H. P. Ambaum, H. F. Dacre and A. Manzato (2020) A dynamical–system description of precipitation over the tropics and the midlatitudes. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography, 72:1, 1-17, DOI: 10.1080/16000870.2020.1847939

• Fig. 1 - Immagine composita della riflettività massima (VMI in dBZ) vista dal radar di Fossalon di Grado il 4 luglio 2007
• Fig. 2 - Ciclo di “carico-scarico nello spazio delle fasi” tra pioggia e CAPE o CIW derivato dai dati per i Tropici e per la pianura del Friuli Venezia Giulia