Studio delle cause di precipitazioni di intensità eccezionale e di breve durata in zone pedemontane

La presente tesi di laurea, del 15 dicembre 2014, si colloca all'interno delle attività di tirocinio svolte presso il Centro Regionale di Modellistica Ambientale (CRMA) di ARPA FVG.

In questo lavoro è stato studiato un evento meteorologico al confine tra la mesoscala e la microscala atmosferica caratterizzato da precipitazioni intense e localizzate, sia per intervalli temporali dell’ordine del minuto che dell’ordine dell’ora e in presenza di una barriera orografica.

Il caso è stato innanzitutto inquadrato dal punto di vista fisico ed è stato messo in evidenza come in esso coesistano due fenomeni distinti. Da un lato si verificano, grazie anche al forzante orografico, moti convettivi profondi tali da sviluppare elevate velocità verticali delle masse d’aria coinvolte e grande efficienza nella condensazione del vapore acqueo. Ciò è stato messo in luce anche attraverso la derivazione di un modello analitico semplificato e l’esecuzione di una simulazione numerica ad esso correlata.

L’altro aspetto che caratterizza fortemente l’evento è la sua stazionarietà spaziale, responsabile della persistenza delle precipitazioni. Sono stati evidenziati risultati già presenti in letteratura in base ai quali una situazione simile può verificarsi per mezzo delle interazioni tra il vento alla scala sinottica e il downdraft prodotto dai moti convettivi, in presenza di una conformazione orografica in grado di condizionarne il flusso.

Nella parte centrale del lavoro sono state lanciate diverse simulazioni numeriche con il modello di previsione meteorologica WRF, per tentare di riprodurre l’evento dal punto di vista computazionale e possibilmente riconoscerne i tratti essenziali a partire dai campi simulati. Ciò ha reso necessario definire un nuovo metodo di confronto tra previsioni e misure progettato appositamente per dati di precipitazione, basato sull’analisi delle rispettive distribuzioni statistiche.

La capacità predittiva del modello è stata testata in funzione delle condizioni iniziali, della risoluzione spaziale e del tipo di comunicazione tra i domini innestati l’uno nell’altro sui quali sono state eseguite le simulazioni. I risultati migliori sono stati ottenuti scegliendo una comunicazione tra domini di tipo 1-way, senza bisogno di spingere l’analisi ad alta risoluzione.

L’organizzazione del lavoro è la seguente: nel primo capitolo verrà descritto dal punto di vista fenomenologico l’evento di interesse e verranno messe in luce le ragioni che hanno suggerito di elevarlo a caso studio. Nel secondo capitolo verranno analizzati nel dettaglio gli aspetti fisici del problema, e i fenomeni alla base della situazione descritta. A seguire (capitolo 3) verranno illustrati i blocchi fondamentali del modello WRF, utilizzato nelle successive simulazioni. Il capitolo 4 è dedicato alla spiegazione del metodo sviluppato per il confronto tra simulazioni e misure e l’ultimo capitolo ai risultati dei diversi run del modello.