Le carte meteorologiche (o modelli previsionali) sono mappe che prendono in esame vari fattori ed elementi meteorologici (situazione termica, situazione barica, venti, precipitazioni etc.) con lo scopo di analizzare una situazione atmosferica.
Spesso nelle carte ritroviamo un insieme di più fattori, tra loro coordinati per studiare attentamente determinati aspetti.
Tutte le carte più elementari di cui tratteremo nel proseguo possono essere reperite agevolmente su internet, messe a disposizione dei navigatori dai vari enti previsionali europei e mondiali, per lo più in modo gratuito.
Non è nostra intenzione elencare in tale sede quali sono i soggetti che forniscono tale servizio, né tanto meno indirizzare l’utente verso un modello piuttosto che verso altri.
Comunque, in generale, si può affermare che tutti gli utenti dopo un po’ di “esperienza” saranno facilmente in grado di osservare la valenza di taluni modelli rispetto ad altri, in termini di affidabilità.
In linea di massima vengono emesse nuove carte ogni 6 ore, pertanto nell’arco di una giornata avremo 4 emissioni.
Quasi tutti i modelli partono dalle carte previste per le successive 6 ore ed arrivano fino a periodi previsionali piuttosto lunghi e futuri.
In ambito meteorologico possiamo distinguere una previsione in base al tempo di distanza dal suo effettivo manifestarsi, in:
- PREVISIONI DI BREVE TERMINE: riguardano generalmente i 3/4 giorni successivi alla loro emissione. Tali previsioni hanno un’affidabilità elevata, con una percentuale di successo pari al 90% circa.
- PREVISIONI DI MEDIO TERMINE: vengono fatte rientrare in tale periodo le previsioni che vanno dai 5 ai 7 giorni successivi alla loro emissione. Hanno una valenza ridotta rispetto alle precedenti, la loro affidabilità si aggira intorno al 50%.
- PREVISIONI DI LUNGO TERMINE: sono le previsioni che mirano ad analizzare una situazione che eccede i 7/8 giorni di tempo, hanno un’affidabilità limitata, sul 20/30% di realizzazione. Arrivano ad estendersi fino ai 15 giorni od oltre, acquisendo in tal caso valenza non di natura previsionale quanto congetturale o di stima.
- PREVISIONI STAGIONALI: non vengono analizzate tramite le tradizionali carte. La loro diffusione è al momento molto limitata. Sono analisi condotte da pochi enti al mondo, hanno lo scopo di analizzare una stagione o un arco temporale molto ampio. Ad oggi hanno solo valenza sperimentale e sono scarsamente prese in considerazione.
In realtà, in molteplici situazioni, la differenza tra breve e medio, o tra medio e lungo termine, risulta essere molto più sottile, legata a particolari situazioni configurative, che, data la loro estrema incertezza e complessità possono risultare di medio-bassa affidabilità anche nel breve termine.
Altra specifica opportuna da fare è che più le carte prendono in esame una “porzione” ampia di territorio, più queste possono presentare imprecisioni a carattere locale. Quindi, la previsione che può essere estratta da una carta ha validità generale, che in condizioni meteo che possono essere definite “normali” corrispondono anche a carattere locale, mentre in alcuni casi, localmente potrebbero manifestarsi eventi che su scala ampia (non particolareggiata), non vengono previste.
Passiamo ora ad analizzare come si legge l’intestazione di una carta.
E’questo un passo fondamentale, è infatti indubbiamente importante conoscere cosa si sta analizzando, il periodo cui la carta fa riferimento ed altri fattori basilari per una corretta interpretazione.
In alto (di norma sulla sinistra) si legge il tipo di analisi presa in considerazione. Ad esempio 500 hpa, 850 hpa, precipitazioni etc.
Sopra all’intestazione del tipo di analisi in oggetto, sulla sinistra sono riportate la data e l’ora di emissione della carta.
Sempre in alto, ma sulla parte destra troviamo invece la data di validità cui fa riferimento la carta.
Altre indicazioni che troviamo sopra alla carta fanno riferimento alle unità di misura.
Occorre procedere con alcune specificazioni.
L’ora che troveremo indicata sulla sinistra (facente riferimento all’emissione) sarà una tra le 00-06-12-18, poiché le emissioni come già detto avvengono ogni 6 ore,. Generalmente però le carte gratuite vengono messe a disposizione su internet non immediatamente, ma con circa 5 o 6 ore di ritardo. Così che, per fare un esempio alle ore 06 della mattina troveremo disponibili ancora le carte delle ore 00 (mezzanotte).
L’ora di validità della carta espressa sulla destra è invece da intendersi come espressione di : ”entro le ore ”. Per esemplificare, una carta che sulla destra mostra le 12, vuol evidenziare la situazione che si verificherà non alle ore 12, bensì, fino alle ore 12, e più precisamente nell’intervallo compreso tra le ore 06 e le ore 12.
Anche in tal caso troveremo un orario tra le 00-06-12-18.
Ultima cosa da rimarcare è il fatto che, poiché la maggior parte dei modelli previsionali è di origine extra-italiana, ed in generale fa riferimento all’orario di Greenwitch, occorre considerare anche la variazione di fuso orario e talvolta anche le variazioni tra l’ora legale e l’ora solare.
Sulla destra della carta viene invece riportata la scala dei valori rappresentata sia da numeri che dai corrispettivi colori che saranno poi riportati sulla mappa.
Di seguito proponiamo un esempio di carta. Ci interessa cogliere ora gli aspetti appena descritti relativi all’intestazione, tralasciando per il momento l’analisi vera e propria della carta.
LE CARTE A 500 HPA
Isobare e Geopotenziali 500hPa GFS
La nostra analisi dei vari modelli rintracciabili in internet parte dall’esame delle carte a 500 hpa.
La quota isobarica di 500 hpa corrisponde all’incirca ad un’altezza di 5500 metri, si situa quindi a metà troposfera.
Questo modello prende in esame due aspetti principali:
la situazione termica (ovvero le temperature riferite a tale quota);
la situazione barica (cioè il livello della pressione atmosferica riferito sempre a 500 hpa).
Molti si potranno domandare perché per un’analisi atmosferica viene presa in considerazione un’altezza tanto elevata.
Una prima spiegazione è data dal fatto che, a tale quota è possibile rintracciare il vero fulcro di tutti i fenomeni e movimenti atmosferici.
Questo accade essenzialmente perché trovandosi in libera atmosfera, non vi sono gli effetti ed i condizionamenti generati dal suolo.
Senza addentrarci in particolari che potrebbero risultare di difficile comprensione
possiamo accennare ad un altro aspetto tipico della quota in esame.
A 500 hpa la divergenza del vento è nulla.
Questo è fondamentale poiché, se il campo di vento non ha divergenza accade allora che assume rilevanza la vorticità ed in particolar modo la sua avvezione cioè la sua variazione verticale.
Quando questa aumenta si ha una zona soggetta a brutto tempo, viceversa si ha un’area di alta pressione caratterizzata da bel tempo.
Sulla carta a 500 hpa sono espressi:
v i geopotenziali, ovvero l’altezza sul livello del mare in cui sarà possibile registrare la pressione di 500 hpa.
I geopotenziali sono soventemente espressi in decametri sulla carta.
Ad alti valori di geopotenziali corrispondono aree di alta pressione (bel tempo) ed alte temperature, mentre a bassi geopotenziali si associano basse pressioni (sinonimi di brutto tempo) e temperature più basse.
Tali valori si rintracciano sulla scala dei valori sulla destra
La scala rappresentata da varie sfumature di colore parte generalmente dal colore viola indicato dalla quota 476 dam (4760 metri) fino ad arrivare al rosso particolarmente acceso dei 600 dam (6000 metri).
Ne consegue che a colori freddi corrispondono temperature piuttosto basse, mentre a colori via via più caldi corrispondono temperature sempre più elevate.
v La linea nera rappresenta il confine del valore corrispondente a 500 hpa cioè 552 dam.
v Le isobare indicano le zone aventi l’identica pressione a livello del mare e sono indicate generalmente da linee bianche; sulle stesse è indicato anche il relativo livello di pressione.
v Le linee color grigio (di solito tratteggiate) sono le c.d. isoterme ovvero uniscono i punti in cui si hanno le stesse temperature, su queste viene indicato il valore relativo espresso in °c. e riferito sempre alla suddetta quota.
v Ultimi elementi che si trovano su una carta a 500 hpa sono le lettere H o la T, che indicano un campo di alta pressione (H) o di bassa pressione (T).
Un’analisi accurata però non può basarsi solamente sullo studio a 500 hpa.
Infatti può accadere che alla quota di 500 hpa sia ben visibile un’area di bassa pressione che invece non si riscontra a quote inferiori, risultando praticamente nulla al suolo.
Quando viceversa sia a 500 hpa che a quote inferiori (ad es. ad 850 hpa) sono ben visibili basse pressioni, ciò è elemento sufficiente per considerare ben strutturata una depressione che sarà quindi causa di maltempo al suolo.
Esempio evidente di quanto appena accennato può verificarsi in inverno, quando sebbene talvolta si verifichi la presenza di basse pressioni a 500 hpa, poi al suolo non vi è traccia di tale presenza.
In estate invece una goccia fredda (si indica con tale termine la presenza a 500 hpa di temperature particolarmente basse) determina spesso condizioni avverse anche al suolo.
Ciò accade perché si formano fenomeni di natura convettiva, ovvero forti contrasti termici a quote differenti che generano brutto tempo e fenomeni anche violenti, quali temporali e grandinate.
Ciò spiega ad esempio anche il caso di nevicate che possono verificarsi con vari gradi sopra lo zero in stagioni “avanzate” ed è utile a comprendere per alcuni versi il fenomeno della grandine.
Possiamo affermare che l’analisi a 500 hpa è sicuramente utile per verificare la situazione generale dell’atmosfera. Difficile è invece indagare “a ritroso” circa il campo termico presente al suolo, cosa che invece come vedremo sarà possibile effettuare partendo dagli 850 hpa.
Concentrandoci esclusivamente sul campo termico dei 500 hpa e limitandoci alla nostra penisola possiamo concludere che possono essere considerate termiche significative ovvero particolarmente basse quelle rappresentate da valori sui -30°c. a 500 hpa. Generalmente tali valori si raggiungono in pieno inverno e possono apportare condizioni ideali a temperature rigide e perturbazioni intense.
Allego alla presente una carta a 500 hpa in cui sarà possibile osservare quanto sopra descritto e cimentarsi in una prima lettura.
Tale carta rappresenta una classica configurazione estiva.
Risaltano all’occhio i colori “caldi” presenti sul bacino del Mediterraneo con termiche particolarmente elevate.
LE CARTE A 850 HPA
Isoterme e vorticità 850hPa GFS
La quota isobarica di 850 hpa corrisponde ad un’altitudine di circa 1500 m.slm.
In tali carte viene indicata la quota espressa in metri o in decametri alla quale si riscontra una pressione di 850 hpa. Tale quota è indicata dalle isoipse tracciate in bianco
Sono carte molto utili poiché indicano oltre all’altezza geopotenziale, la temperatura alla quota di 1500 metri. La temperatura è indicata dalle varie sfumature di colore (indicate sulla leggenda posta sulla destra) e dalle isoterme evidenziate in nero che delimitano le variazioni termiche.
In prima analisi possiamo affermare che vi è una proporzionalità inversa tra geopotenziali ed instabilità, infatti: minore sarà il geopotenziale e maggiore sarà l’instabilità, viceversa maggiore sarà il geopotenziale e minore sarà l’instabilità.
Considerando che lo spostamento delle avvezioni (calde o fredde) avviene in corrispondenza delle isoipse avremo che:
• Più le isoipse sono tra loro vicine, tanto più intensa risulterà essere l’avvezione
• Se le isoterme e le isoipse sono tra loro perpendicolari vi sarà massima avvezione
• Più le isoterme sono tra loro vicine, tanto più intensa risulterà essere l’avvezione
Da ciò è possibile individuare anche una variazione delle condizioni atmosferiche nei bassi strati dell’atmosfera.
Il carattere caldo o freddo dell’avvezione è determinato dalla natura dell’aria in arrivo rispetto alla condizione preesistente.
Uno dei punti di forza delle carte ad 850 hpa, è dato dal fatto che, essendo una quota relativamente vicina alla superficie terrestre (in alcuni casi addirittura tale quota è inferiore a quella del suolo, pensare ai rilievi superiori ai 1500 m.slm.), permette di stimare la temperatura al suolo.
Tramite il gradiente termico si può ad esempio stimare la t. massima prevista in zone pianeggianti. Basterà aggiungere 0.6°c. ogni 100 metri ( o 6°c. ogni 1000 metri) rispetto al valore indicato sulle isoterme per conoscere approssimativamente la temperatura ad una determinata quota. Tuttavia tale valore cambia a seconda della stagione e dell’umidità dell’aria. Inoltre occorre anche considerare che la variazione è di circa 0.6°c. ogni 100 metri fino agli 800-1000 metri di quota, al di sotto di tale livello l’aumento è di circa 1°c. ogni 100 metri.
Ecco un esempio.
Poniamo che a 850 hpa la zona che a noi interessa sia solcata da un’isoterma di -5°c.
Ciò vuol dire che a 1500 metri di quota vi saranno -5°c.
Se la nostra zona si trova ad un’altezza di circa 300 m.slm., avremo una variazione di altitudine di 1200 metri con un conseguente aumento di temperatura stimabile in circa 3°c. per i primi 500 metri (da quota 1500 a quota 1000) e di 7°c. per i restanti 700 metri (da quota 1000 a quota 300), per un totale di 10°c di differenza..
Intuitivamente, potremmo affermare che alla nostra quota la temperatura sarà di circa +5°c.
Preme sottolineare che il gradiente termico come accennato non è sempre valido, varia al variare delle condizioni ed al variare delle stagioni. Rimane comunque un valido strumento di stima termica, chi si appassionerà alla meteorologia ricorrerà spesso ad esso soprattutto in inverno per cercare di individuare la quota dello zero termico ed il limite delle nevicate.
LE CARTE A 700 HPA
Proseguiamo la didattica meteorologica concentrandoci ancora sulla valutazione delle carte meteorologiche.
La quota di 700 hpa è collocata ad un’altezza di circa 3000 metri di quota.
Anche su tali carte vengono tracciate le isoipse con i valori indicati in metri o in decametri.
Su queste mappe vengono riportati i valori di umidità e di velocità verticale; grazie a questi indicatori è possibile risalire alla presenza delle nubi e quindi di tempo perturbato.
Proprio le nubi che si formano a tale quota sono quelle più propense a produrre precipitazioni.
A 700 hpa come detto è possibile risalire alle velocità verticali che possono essere espresse secondo vari rapporti.
Se (come spesso accade) la velocità verticale è espressa in valore di pressione, avremo che a valori positivi di questa corrisponderanno dei moti discendenti, viceversa avremo dei moti ascendenti.
I moti verticali ascendenti sono quelli che portano alla formazione delle nubi.
Inoltre a 700 hpa sarà possibile determinare la posizione dei nuclei di precipitazione unendo le informazioni desunte dall’umidità e dalla velocità verticale.
Vi è una proporzionalità diretta tra nucleo di precipitazione e umidità/velocità verticale. In linea generale, tanto più i valori di umidità e velocità verticale sono elevati, tanto più l’intensità del nucleo sarà maggiore.
Guida alla lettura degli Spaghetti Ensemble: Come interpretare una delle carte più utilizzate nei siti e forum meteo di Andrea Giglietti
INTRODUZIONE
Guardando i modelli matematici come GFS a lungo termine, siamo spesso presi dallo sconforto o dall’esaltazione, a seconda della configurazione prevista. Tuttavia, come è noto, le proiezioni a lungo termine hanno una bassissima attendibilità e vengono il più delle volte utilizzati per avere un’idea sulle possibili tendenze. Perciò molti si chiedono: quando una carta (o meglio, una tendenza) può essere considerata attendibile? A darci una mano in questo, vi è un particolare “modello matematico”: gli Spaghetti o Spaghi che dir si voglia.
Essi non sono altro che una specie di riassunto dell’elaborazione del run GFS, che viene generato modificando leggermente i parametri iniziali del modello. Lo scopo degli spaghetti è proprio quello di verificare come il modello si comporta in presenza di micro-scostamenti nei parametri previsionali. In sostanza si fa girare un modello per decine di volte (21 per la precisione), ognuna delle quali con l’infiltrazione di un micro-evento esterno non preventivamente inserito nell’architettura del modello stesso, che ne distorce il suo corso e che prende il nome di perturbazione.
In tal modo si ricaverà per ogni parametro previsionale (es. precipitazioni o temperatura ad una certa quota) un fascio di linee (spaghetti per l’appunto), che piu’ verranno proiettati in là nel tempo, più si scosteranno l’uno dall’altro. La distanza tra i diversi spaghetti evidenzia la stabilità del modello in un certo momento: se dopo pochi giorni le linee tendono a scostarsi molto l’una dall’altra significa che la previsione a medio-lungo termine del modello è molto lacunosa e soggetta a potenziali repentini stravolgimenti. Viceversa quando il fascio di linee si scosta di poco significa che la previsione è dotata di un buon grado di attendibilità.
Come dicevamo, i vari run effettuati sono 21: uno, che sarà quello di controllo, utilizza i dati sinottici e termici così come si trovano al momento dell’elaborazione, 10 vengono perturbati positivamente e 10 negativamente. In questo modo si otterà un grafico composto da 23 linee per ogni poarametro preso in considerazione, dove oltre i 21 spaghetti che abbiamo visto, viene inserito anche quello ufficiale e quello medio, il cosiddetto d’ensemble.
RELAZIONE E DIFFERENZE TRA RUN UFFICIALE E RUN DI CONTROLLO
Di Massimiliano Santini (Marvel)
Come abbiamo già detto pocanzi, il run di controllo è il run che esce senza nessuna perturbazione.
Le perturbazioni non sono altro che errori aggiunti ai dati iniziali nel tentativo di compensare le incertezze dei dati stessi, raccolti dalla rete meteorologica mondiale, che per forza di cose, vedi difetti strumentali (non sono perfetti e non sono ancora perfettibili) e interferenze locali, scarsa densità dei punti di raccolta (soprattutto nelle zone desertiche e sui mari), e altre variabili imprescindibili, vengono acquisiti insieme al dato.
Quindi vengono introdotti questi errori che, man mano, si fanno più impotanti, fino a produrre una serie di run che si discostano più o meno evidentemente da quello di controllo.
Ma non è sempre detto che errori più importanti possano portare a discostamenti più sensibili dal run di controllo… magari lo stesso errore (mettiamo termico) in una certa direzione può produrre un forte discostamento dal run di controllo, mentre nella direzione opposta può non essere altrettanto influente.
Ecco che allora la deviazione standard (variazione, indotta dall’errore, rispetto al run di controllo) può essere più o meno importante in un caso piuttosto che nell’altro.
Magari, ad esempio, si può produrre un discostamento maggiore con un difetto piccolo negativo che con un difetto grande positivo.
E’ logico, allora, che per dare una previsione attendibile, bisogna tenere conto, in modo differente, sia dell’errore immesso inizialmente, che dell’errore prodotto più avanti nei processi di calcolo.
Ecco che, allora, viene prodotto, oltre all’uscita con la media delle Ensamble, anche un run ufficiale che viene estrapolato tenendo conto di tutti i clusters prodotti con l’errore, sia per importanza dell’errore immesso per ogni singolo cluster, sia della deviazione standard (discostamento dal run di controllo) dell’uscita (cluster in output) rispetto al run di controllo (cluster di controllo)… quindi, diciamo, che è una specie di “normalizzazione” (media pesata) che però tiene conto dell’importanza dei singoli clusters in base alle loro caratteristiche di input e di output rispetto al run di controllo.
La necessità di tale output grafico, proprio come fosse un altro cluster effettivo, è dovuta al fatto che, in effetti, fare le previsioni da una media probabilistica e basta (ENS) non sarebbe nè semplice nè pratico, ed ecco, così, come sono riusciti a produrre delle mappe “ufficiali” di previsione leggibili, da loro ritenute le più attendibili.
In pratica il run ufficiale è proprio il run, risultato da mediazioni ecc… ritenuto al momento il più probabile (più probabile dello stesso cluster di controllo) …anche se, a volte, di poco (e non pensiate che sia il più artificioso, visto che tutti i clusters vengono prodotti da correzioni ed approssimazioni…compreso quello di controllo…che spesso subisce negli input scostamenti dalla realtà superiori agli errori immessi).
ALTRE CARTE METEOROLOGICHE
Le carte finora trattate sono quelle che più vengono prese in considerazione da chi si appassiona alla meteorologia e cerca di comprendere il perché si avrà una determinata situazione atmosferica.
Abbiamo saltato l’analisi delle carte a 200 e a 300 hpa che generalmente vengono utilizzate per analizzare la corrente a getto (jet stream), una vera e propria corrente che scorre alle medie latitudini intorno alla Terra ad una velocità di circa 200 km/h. Il jet stream non si mantiene costante alla stessa quota, in inverno si trova a quote inferiori rispetto all’estate.
All’interno del jet stream si trovano delle ulteriori correnti ancora più potenti del jet stream stesso, chiamate jet streaks.
Senza addentrarci oltre (rischieremo anche noi di perdere la “bussola”) possiamo dire che il jet stream è utile per prevedere dove e come si manifesterà un sistema perturbato.
È facile reperire carte che contengono altre informazioni particolarmente intuitive. Tali carte sono degli output (risultati) generati dai modelli e non si riferiscono quindi ad alcuna superficie isobarica
Consideriamo dapprima le carte relative alle precipitazioni.
Queste tramite un’apposita colorazione che va in genere dal verdolino al viola intenso stimano il quantitativo di accumulo che vi sarà su un’apposita zona.
Vanno usate con molta cautela, infatti nei modelli a scala globale non viene considerata l’orografia ed è difficile stabilire l’effettiva collocazione territoriale di un fenomeno.
Anche utilizzando dei modelli a scala geografica ridotta, che considerano l’orografia, in particolari circostanze (ad esempio temporali termoconvettivi) è molto difficile stabilire l’esatta collocazione dei fenomeni e tanto più ardua è l’impresa di stimarne il quantitativo. E’ facilmente comprensibile quindi che una carta delle precipitazioni è più affidabile quando i fenomeni dipendono da perturbazioni piuttosto che da fenomeni temporaleschi estivi.
Pertanto è bene interpretare tali carte più come una probabilità che come una stima effettiva del manifestarsi di un evento.
Capirà il lettore a rigor di logica, quanta più cautela occorra di fronte a carte che propongono stime sulle precipitazioni nevose in una determinata area. Valgono le considerazioni fatte sopra.
Unica precisazione è che l’accumulo stimato è fatto in mm di acqua, ovvero l’acqua che si otterrebbe dallo scioglimento della neve.
Le carte che mostrano la copertura nuvolosa, non distinguono il più delle volte tra nubi basse, medie ed alte, per cui è bene porre attenzione su tale fattore quando ci si trova di fronte una carta che esprime una nuvolosità totale su una determinata zona, essendo diversi gli effetti prodotti dai vari tipi di nubi.
In conclusione di questa parte didattica che si occupa dell’analisi delle carte, è utile ricordare che l’Italia è composta da una quantità considerevole di microclimi, pertanto occorre sempre considerare la zona per cui la carta viene utilizzata e procedere con molta cautela, interpretando a volte una mappa come una probabilità più che come una stima.
Precipitazioni GFS
Venti GFS
Indice CAPE GFS
Fonte testi: http://www.ternimeteo.it e http://forum.ilmeteo.it/showthread.php?t=38762
Fonte grafica: http://www.wetterzentrale.de
Domani condizioni di tempo stabile in attesa di un nuovo peggioramento, tipicamente autunnale, delle condizioni meteo. Una perturbazione di matrice Atlantica si getterà nel Mediterraneo, richiamando intense correnti umide di Scirocco. Ciò darà vita ad un vortice ciclonico con centro di bassa pressione, dapprima in Sardegna, in spostamento, tra giovedi e venerdi, verso la 
Un fronte perturbato da ovest si appresta a raggiungere la nostra regione. Lo stesso, in queste ore sta interessando centro Italia, Sardegna e Sicilia occidentale, dove si registrano forti fenomeni temporaleschi.
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