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  • IL NUOVO MODELLO WRF EMM (Eulerian Mass Model) a 2 KM

    MODELLI METEOROLOGICI

    Il nuovo Modello a 2 (1,1 dopo postprocess) Km WRF EMM (Eulerian Mass Model) deriva dal framework WRF con solver ARW ed è caratterizzato da estrema configurabilità e integrabilità con altri modelli.Rispetto al modello WRF NMM (Numerical Multi Model) differisce sia per tipo di griglia di calcolo che per la disponibilità di schemi di PBL e di microfisica Mutimoment.Generalmente a parità di configurazione questo modello ha un carico di computazione da 2.7 a 5 volte maggiore dell'NMM , inserendo schemi multimoment.
    Gli schemi di PBL( Planetary Boundary Layer) e di microfisica multimoment consentono di derivare un maggior numero di variabili e di tipologie di precipitazioni (per la microfisica sono 6-class o 7-class contro le 3/5 class degli schemi single moment) risolvendo esplicitamente grandine, graupel, ecc mentre sul PBL consentono di risolvere meglio le turbolenze.Il sistema EMM consente l'inserimento di sistemi di assimilazione variazionale (4DVAR) con il supporto di adjoint model per ridurre la deriva del modello. Tali schemi consentono l'assimilazione di dati da radiometri satellitari, da radar meteorologico, da stazioni meteo, ecc. L'assimilazione non viene confinata ad un singolo orario ma allargata su di una finestra (finestra d'assimilazione) di circa 6 ore, durante le quali modelli d'appoggio (adjoint e/o nonlinear model) vincolano il modello principale a seguire i dati rilevati .il solver EMM consente inoltre una più efficace taratura sulla fisica del modello in corso d'opera, come damping delle divergenze, delle velocità verticali, ecc il che consente di intervenire in modo puntuale su eventuali anomalie del modello.Essendo un modello generalmente dedicato alla ricerca (gli schemi multimoment per il loro impegno in termini di computazione vengono solitamente evitati in modelli operazionali, per le notevoli necessità hardware/potenza d calcolo) tutte le nuove features sviluppate dalla comunità scientifica sono generalmente dirette verso il solver EMM che mediamente è 3-4 anni più avanti rispetto al supporto NMM, per gli stessi schemi di calcolo.

  • COSA SONO I MODELLI METEOROLOGICI

    MODELLI METEOROLOGICI

    I modelli atmosferici simulano l'evoluzione delle condizioni atmosferiche su di una griglia tridimensionale con risoluzione variabile a seconda delle necessità e sistemi di coordinate e tipi di griglia diversi a seconda dell'impiego . La previsione ottenuta è quindi di tipo deterministico.
    Le grandezze tempo e spazio sono strettamente dipendenti tra loro.
    Se si vogliono risolvere le equazioni ad una risoluzione spaziale molto elevata significa che anche la scala temporale dei fenomeni meteorologici possa essere molto piccola. Chiaramente aumentando la risoluzione spaziale e temporale il sistema di equazioni differenziali tenderebbe a simulare un'atmosfera sempre più reale. Purtroppo c'è una limitazione a tale scelta legata alla velocità di calcolo degli elaboratori elettronici. Per produrre una previsione meteorologica un modello risolve delle equazioni differenziali fluido dinamiche fortemente non lineari, legate nel tempo alle tre componenti spaziali. Per funzionare, quindi un modello ha bisogno di una stima dello stato iniziale dell’atmosfera (analisi) proveniente da il maggior numero possibile di osservazioni (dati meteo di stazioni a terra radar doppler e satellitari). La raccolta di questi dati può contenere degli errori poichè le rilevazioni delle variabili atmosferiche non ricoprono tutti i punti del globo terrestre, ed in particolare rimangono scoperti parzialmente i mari.
    La determinazione dello stato iniziale può essere quindi fonte di piccole incertezze che possono successivamente propagarsi all'interno del modello numerico ed essere causa di successivi errori nella previsione meteorologica.Per mitigare questi possibili errori nello stato già caotico dell'atmosfera ci vengono incontro le previsioni probabilistiche ( ensemble ) per cercare di stimare tale errore determinando altri probabili scenari meteorologici, ottenuti introducendo degli opportuni piccoli errori nella condizione iniziale. Continua>>>

  • LA RISOLUZIONE DEI MODELLI METEOROLOGICI

    La RISOLUZIONE MODELLI METEOROLOGICI

    Oltre alla risoluzione del modello, cioè la distanza tra i punti della griglia di computo dei parametri meteorologici ( ricordate che i modelli a scala globale hanno griglie più ampie dei modelli a scala locale) un altro parametro fondamentale dei modelli è il foundamental time step.Questa unità di tempo ha valore inversamente proporzionale alla risoluzione.
    Più il modello ha una elevata risoluzione, minori sono le distanze fra punti di griglia e maggiori sono le intensità delle velocità verticali simulate.Per un modello a 50 km di risoluzione possiamo avere foundamental time steps da 120 a 300 secondi in base a quale core dinamico del modello è in uso.I modelli globali fanno uso di dell’approssimazione idrostatica e l’accelerazione verticale non viene calcolata con un’equazione esplicita. Tale approssimazione è valida solo su scale dell’ordine dei 10 km, che vengono quindi definiti globali o idrostatici.I processi non idrostatici diventano importanti quando i moti verticali diventano dello stesso ordine di quelli orizzontali come nei fenomeni convettivi intensi. Nei modelli non idrostatici, cioè quelli scala locale, la velocità verticale viene calcolata in maniera pronostica esplicita. Questo significa la possibilità di avere miglior accuratezza ma anche un margine di errore maggiore.
    L'aumento di risoluzione impone quindi una diminuzione del foudamental time step.Considerando un modello a scala limitata a 10 km potremo avere un foundamental time steps fra 22 e 60 secondi in base al core dinamico impiegato. Per un modello a 4 km arriveremo a 10 – 24 secondi, mentre iper uno a a 2 km a 4 – 10 secondi .
    Con la diminuzione del foundamental time step aumentano in modo esponenziale le risorse informatiche, in termini di capacità di calcolo richieste e di validità del modello in termini di resa temporale delle previsioni. I modelli a scala limitata o locale hanno infatti range di validità delle previsioni che non dovrebbero superare le 72-78 ore. Continua>>>

  • I modelli Globali (GFS, CFS, WWW3 ) e Locali (WRF, SWAN) e i loro FORMATI in OUTPUT

    I MODELLI DI NUOVA GENERAZIONE

    Modelli climatologici globali:come il CFS ( Climate Forecast System ) usa un modello accoppiato oceano-atmosfera. La parte atmosferica è una versione a bassa risoluzione del modello operativo GFS (Global Forecast System).La parte oceanica è la versione 3 del GFDL Modular Ocean Model (MOM3). Gira su condizioni iniziali di 7 giorni prima ottenute dalle Rianalisi-2 dell'NCAR (per la parte atmosferica) e del GODAS (per la parte oceanica). Le integrazioni riguardano il primo mese parziale e i 9 mesi successivi. Questo modello climatologico pur essendo ancora del tutto sperimentale può indicativamente indicare una tendenza climatologica. con i suoi parametri di anomalia, cioè basati sullo scostamento della media decadale della proiezione dalla media climatica rappresentativa
    I modelli globali GCM (Global Circulation Model). I CGM hanno più bassa risoluzione spaziale e temporale e simulano meglio i fenomeni atmosferici a larga scala e vengono utilizzati per le previsioni a lungo termine. Attualmente i più diffusi GCM atmosferici sono il GFS americano ( Global Forecast System ) e l' ECMWF (European Centre for Medium Range Weather Forecast) inglese il modello d'onda più usato risulta essere l' americano WWW3 (Wind Wave Watch 3) i modelli possono fornire previsioni a lunga scadenza sino a 15 giorni per quelli atmosferici sino a 10 giorni per quelli d'onda. I LAM (Limited Area Model) o modelli locali simulano i fenomeni atmosferici su scale più piccole. Per poter coniugare i vantaggi dei LAM e, contemporaneamente, quelli dei CGM si ricorre al nesting, cioè ad una griglia esterna a minore risoluzione, con annidamento di griglie interne a maggior risoluzione. In questo modo i LAM vengono inizializzati con i dati di contorno dei GCM al fine di produrre una previsione operativa sino a 72-78 ore.I dati sono disponibili in formato mappe radiosondaggio, mappe cross sections su latitudine e longitudine, mappe pittoriche, formato testuale. Ai modelli viene applicato un MOS ( Model output statistic ) per calmierare gli errori e le derive del modello al fine di ottenere una migliore performance

  • REANALISI DATI METEO

     retrospettiva meteorologiche

    La reanalisi dei dati meteorologici è basata su innovativo sistema di ricostruzione di serie storiche meteorologiche ad altissimo dettaglio territoriale, valido per ogni località del mondo.
    Si tratta in pillole di far correre "a ritroso" i modelli ad alta risoluzione, avendo cura che i dati di reinizializzazione, l'orografia, etc.. inserIiti nel modello siano pienamente compatibili con la location analizzata.
    I parametri dei regimi anemometrici, termometrici, di radiazione, di precipitazione di indice di icing etc..così ottenuti forniscono un preciso quadro meteo-climatico della località in esame ad uso ad esempio eolico.
    L'escursus temporale retrospettivo dei dati può variare da pochi giorni al decennnio con casi di reanalisi si sono spinte sino al trentennio climatico di un luogo .
    In poche settimane di lavoro,senza ricorrere a costose e lunghe campagne di misurazione e verifica in situ e senza che in loco fosse presente una stazione di rilevamento meteorologico,si possono conoscere le condimeteo storiche di qualsiasi località, con dati confrontabili anche con l'archivio storico satellitare ad alta risoluzione.

    Questa tecnologia oltre ai tempi abbatte quindi i costi di valutazione dell'impatto ambientale, economico ed aiuta a pianificare correttamente l'investimento.Le reanalisi sono disponibili su area (reanalisi a media risoluzione da 10 Km a 1 Km) o punto ( reanalisi ad alta risoluzione da 800 a 200 m ). I dati estratti sono utilizzabili dai principali modelli CFD o WASP( WindSim, Meteodyn etc..) o sul CFD Datameteo con risoluzione sino a 10 m.