Il Modello Meteo WRF ( Weather Research Forecast ) e i CGM ( Global Circulation Model )
Datameteo ha sviluppato una nuova suite modellistica derivata dal core WRF EMM ARW denominata WRF ASYNC, le cui caratteristiche principali sono elencate nel presente articolo.
La previsione numerica delle condizioni atmosferiche future utilizza sistemi di equazioni differenziali basate sulle leggi della fisica, della dinamica dei fluidi e della chimica applicate su sistemi di coordinate atti a dividere il pianeta entro un sistema di riferimento del tipo griglia 3D. Per ogni cella così ottenuta si calcolano molte variabili meteorologiche quali i venti, il trasferimento di calore, la radiazione solare ed il bilancio idrologico della superficie. I sistemi di previsione numerica accoppiano tra loro modelli matematici d’analisi dell’atmosfera e dello strato superficiale degli oceani al fine di predire le condizioni atmosferiche future basandosi su quelle attuali come le osservazioni meteorologiche.
Attualmente si distinguono modelli operativi a scala emisferica adatti per previsioni continentali e/o globali (global model - GM) e modelli ad area limitata (LAMs) utili per previsioni regionali e locali, ottenuti a partire da procedure di downscaling delle condizioni al contorno fornite dai modelli globali. I LAMs permettono una più fine spaziatura della griglia griglia di computazione in quando tutte le risorse di calcolo disponibili sono concentrate su un’unica zona limitata piuttosto che sull’intero pianeta. Questo agevola la risoluzione esplicita dei parametri atmosferici operanti su scala ridotta accrescendo notevolmente le performance nella previsione di fenomeni anche intensi ed il valore operativo su zone dall’orografia complessa.
Pur con tutti i recenti affinamenti, simulare il comportamento caotico dell’atmosfera è di per se un problema non completamente risolvibile. E’ infatti attualmente impossibile risolvere esattamente le equazioni differenziali impiegate nel calcolo ed i piccoli errori in fase d’inizializzazione tendono a crescere esponenzialmente con il tempo di simulazione. Il limite temporale di una previsione sinottica affidabile, (una previsione ad ampia portata geografica) non affetta da errori significativi si aggira intorno ai 7-15 giorni. Nonostante le immense difficoltà lo sviluppo condotto da decenni sui modelli operativi ha permesso significativi miglioramenti nella previsione degli eventi atmosferici più dannosi come i cicloni tropicali o violente esplosioni temporalesche.
Attualmente lo stato dell'arte della simulazione atmosferica ad area limitata è rappresentato dal modello Weather Reseach and Forecasting model (WRF). Frutto di una vasta collaborazione tra enti ed università statunitensi, WRF si presta per innumerevoli applicazioni sia previsionali che di analisi storica meteorologica, su porzioni di territorio estese da pochi metri fino a migliaia di chilometri. Datameteo elabora ed archivia previsioni numeriche ad alta risoluzione tramite il modello WRF nelle versioni Numerical Ensemble Model ed Eulerian Mass Model inizializzati con i dati del modello globale americano GFS (Global forecasting System) ed europeo ECMWF (European Center for Medium Range Forecast sfruttando di ognuno i punti di forza e correggendone le derive, tramite l’integrazione di algoritmi e benchmark proprietari del dato. Una nuova frontiera è poi rappresentata dall'utilzzo di una nuova tecnologia multimodello
Le schede informative sotto contengono maggiori dettagli tecnici sui vari modelli.
Il Modello Marino (Wave Watch 3) e DWD Global Wave
In aggiunta è ora disponibile il modello marino globale DWD Gwave.Il modello WW3 si compone di un set di variabili meteo marine derivate dai parametri del modello d'onda WW3 ( Wave Watch 3 ) con integrato un modello SWAN (Simulating WAve Nearshore), interfacciato con tecnologia HYCOM (Hybrid Coordinate Ocean Model ), accoppiato al modello di circolazione oceanica MOM (Modular Ocean Model),in grado di adattarsi a risoluzioni elevate e dotato di fisica di frangimento. Il modello d'onda viene assistito da un GCM (Global Circulation Model ) che usa a seconda delle risoluzioni , dati GFS (Global Forecast System)
o WRF (Weather Research and Forecasting ) per risoluzioni maggiori.
I dati di inizializzazione del modello di pubblico dominio sono disponibili presso i server NOAA ( National Oceanic and Atmosferic Administration ) e siti collegati.
L’opzione correnti è in particolar modo è integrata oltre con dai dati, archivi ed informazioni satellitari di pubblico dominio presenti su NOAA, anche da quelli disponibili su NCDC (National Climatic Data Center)oltre che dalle informazioni che afferiscono al programma Argo (dati boe, boe alla deriva, sinottici marini, rilevamenti doppler, feed satellitari, database storici correnti).
Particolare attenzione è stata posta alla portabilità del codice e scalabilità del modello che a risoluzioni molto elevate con fisica di frangimento SWAN sotto i 500 m permette di poter disporre dell'accuratezza necessaria per avere precise indicazioni sull'andamento previsionale dei parametri meteo marini nell'ultiimo miglio di navigazione sottocosta. Questa tecnologia che assimila anche nel modello digitale di costa i profili di porto con le imboccature risulta indispensabile per avere previsioni meteo marine aggiornate utili ai piloti di porto al fine di guidare in sicurezza l'ingresso e l'uscita delle navi.
Il modello viene periodicamente valutato con i dati meteo marini disponibili
Il modello ENS ( Ensemble ) e Climatologico (Coupled Forecasting System )
Datameteo ENS è l'applicazione del metodo Ensemble ad un modello ad area limitata (LAM) per ottenere previsioni di tipo probabilistico e, quindi, informazioni importanti sulla predicibilità di una data situazione meteorologica a breve termine.Tali informazioni non possono essere estrapolate da una corsa deterministica. Inoltre, l'utilizzo di un LAM permette accuratezze maggiori rispetto ai sistemi Ensemble dei GCMs (General Circulation Models).
Il modello usato è il WRF, in "modalità ensemble" cioè, per ottenere una previsione di questo tipo, vengono inizializzate 18 corse del modello che si differenziano tra loro per le condizioni iniziali, per le condizioni al contorno e per le parametrizzazioni fisiche impiegate. Cio' consente di ottenere 18 diverse simulazioni che permettono quindi di valutare quali sono le possibili evoluzioni dello stato dell'atmosfera nei giorni a seguire e, di conseguenza, determinare se una previsione è affidabile (soluzioni "simili" tra loro) o meno (divergenza delle soluzioni) e verificare se c'è la possibilità di eventi estremi.
Nel campo climatologico utilizziamo invece i Run del modello climatologico americano CFS ( Coupled Forecasting System ).
Il modello CFS utilizza 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 più aggiornata del GFDL Modular Ocean Model (MOM). Gira su condizioni iniziali di 7 giorni prima ottenute dalle Rianalisi dell'NCAR (per la parte atmosferica) e del GODAS (per la parte oceanica). Le integrazioni riguardano il primo mese con proiezioni aggiornate 4 volte al giorno a step esaorario 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.
