Meteo e Previsioni meteo March afb/includes/custom_files/images/test/new_search/css/layout/modello-esperti_aero-meteovid.html

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Dati March afb/includes/custom_files/images/test/new_search/css/layout/modello-esperti_aero-meteovid.html e Previsioni meteo March afb/includes/custom_files/images/test/new_search/css/layout/modello-esperti_aero-meteovid.html con aggiornata allerta meteo March afb/includes/custom_files/images/test/new_search/css/layout/modello-esperti_aero-meteovid.html ed incendi.

Confronto previsioni  modello WRF area di Roma con dati attuali misurati e test stazione meteo PCE FSW 20

a cura di  Datameteo staff e Valerio Stavolo

Vi presentiamo quindi in questo articolo le analisi delle performance elaborate da: Valerio Stavolo, gestore del sito di informazione meteo TEMPO ROMA che utilizza le previsioni e la modellistica di Datameteo. Lo scopo dell’analisi effettuata è quello di valutare l’attendibilità del modello previsionale in caso di scaldate e quindi  delle previsioni “locali” associate, riguardanti il territorio urbano del comune di Roma,  in particolar modo di valutare le prestazioni  del sistema nel campo termico al fine di migliorarne le prestazioni

 Lo studio è stato effettuato considerando 57 misurazioni, corrispondenti ad  altrettante correlazioni  dato previsto- dato registrato,  nel periodo temporale che  va dal 26 Agosto 2014 al 14 Settembre 2014. Più dettagliatamente la raccolta dati è stata fatta comparando i dati previsti  il giorno precedente negli intervalli orari specifici: -ore 08 locali (06 UTC)-ore 14 locali (12 UTC) -ore 20 locali (18 UTC) dal modello WRF nell’ emissione RUN12z Adjoint model (ore 23:00 circa dal sito datameteo.com) con quelli  effettivamente registrati nel giorno seguente negli stessi intervalli orari.

I dati registrati, quindi quelli reali, sono stati raccolti negli specifici orari sopra citati da una serie di stazioni meteorologiche sparse sul territorio urbano di Roma non amatoriali, oltre all’introduzione nella raccolta dati dei valori  registrati presso le  stazioni aeroportuali con identificativo : LIRU e LIRA.

L'occasione è stata ghiotta per fare un test sulle prestazioni della stazione meteorologica PCE FWS 20 installata nell'area che vi presenteremo in questo articolo a corredo dell'analisi in corso. 

Figura 1 Sensoristica della stazione meteorologica FWS 20 con anemometro, pluviometro, termometro, datalogger disponibile ad un costo contenuto

Nella figura sottostante è graficato l’andamento dei valori termici previsti dal modello (datameteo-curva blu) in relazione ai valori termici medi misurati (curva rossa-media termica reale) e calcolati facendo una media di tutte le temperature rilevate dalle diverse stazioni meteorologiche considerate nello studio,  negli intervalli specifici  precedentemente citati.

Figura 2.Numero delle misurazione effettuate  in funzione della temperatura (in ordinata).

Cogliendo la palla al balzo abbiamo utilizzato l'analisi per dei confronti comparativi sulle temperature e sugli altri parametri di una stazione meteo PCE FWS 20 installata nell'area di Roma.
Questa stazione meteorologica è uno strumento multifunzionale  adatto ad un uso basico di rilevazione, visualizzazione , archiviazione di dati meteorologici.

Oltre a rilevare  la direzione del vento, la velocità del vento, la temperatura, l'umidità relativa e la piovosità si possono attivare differenti funzioni di allarme (velocità dell'aria, pressione atmosferica, etc.) valori meteorologici vengono inviati tramite segnale radio alla base che può essere posizionata fino ad una distanza massima di 100 metri.  L'interfaccia USB, con il cavo incluso, le consentono poi  di trasmettere i dati a qualsiasi device tipo pc, notebook. etc.., il tutto ad un costo estremamente contenuto

Analisi comparativa delle prestazioni del modello area di Roma

Lo studio delle 57 correlazioni dato previsto-dato reale ha permesso di calcolare lo scarto termico tra la temperatura media prevista dal modello e la media termica reale:

Temperatura media prevista (nelle 57 misurazioni)= 25.15 gradi Celsius, Temperatura media reale (nelle 57 misurazioni)= 23.50 gradi Celsius.

Delta termico = 25.15-23.50= 1.65 gradi Celsius.

Il sistema modellistico ha sovrastimato in media di 1.65 gradi Celsius il campo termico.

 

La raccolta dati è stata fatta in diverse situazioni sinottiche:

 -Misurazione 1-15 (26/08-30/08), le regioni centrali peninsulari si trovavano in un contesto di relativa stabilità atmosferica associata alla progressione di un promontorio anticiclonico sul bacino del Mar Mediterraneo centrale.

- 16-18 (31/08) le regioni centrali peninsulari si trovavano in un contesto di flessione del campo barico con flusso in quota a componente ciclonica, segno di un cambiamento imminente delle condizioni meteorologiche.

- 19-21 (01/09) le condizioni meteorologiche sul Lazio erano in peggioramento per un cut-off presente sul territorio nazionale che ha favorito un intenso pre-frontale sulle regioni centrali tirreniche con rovesci e temporali sparsi che hanno interessato anche la città di Roma.

- 22-33 (02/09-05/09) erano presenti sul Lazio condizioni di relativa instabilità atmosferica associata ad una circolazione ancora depressionaria. Tale instabilità ha favorito precipitazioni sparse prevalentemente a carattere di rovescio o temporale sul territorio provinciale e comunale di Roma.

- 34-45 (06/09-10/09) , le regioni centrali peninsulari si trovavano in un contesto di stabilità atmosferica con l’aumento dei geopotenziali per la progressione di un promontorio africano verso le regioni centro-meridionali.

- 46-51 (11/09-12/09), il centro peninsulare era interessato da un transiente perturbato con apporto di aria polare che ha favorito la genesi di strutture convettive con rovesci e temporali sparsi sul territorio regionale laziale, Roma compresa ( mattinata del 12 Settembre).

-52-57 (13/09-14/09) , le condizioni meteorologiche sul centro peninsulare erano in miglioramento per la traslazione verso levante del vortice perturbato con stabilizzazione della massa d’aria per correnti in quota a componente anticiclonica.  

Figura 3.Andamento dei valori di temperatura misurata e prevista comune di Roma alle ore 0800 locali

L'analisi ci ha permesso di comparare non solo i risultati di discrepanza numerica per monenti della giornata ( mattino, pomeriggio, sera ) che evidenziano una sovrastima del campo termico con le scaldate anticicloniche ma anche di analiizzare l'evoluzione relativamente alle condizioni sinottiche per capire l'andamento previste dalla strutturazione modellistica al fine di mirare in possibili interventi correttivi. Vi ricordiamo che non esiste un modello meteorologico perfetto per tutte le condizioni, lo stesso vale per le stazioni meteorologiche

Le stazioni Meteo PCE

Figura 4.Il dettaglio della sensoristica montata su palo della stazione meteorologica PCE FWS 20 con il visore da interno dei parametri meteo

Tutte le funzionalità che servono le potete trovare nella stazione meteorologica PCE FWS 20 tra cui:

- Temperatura interna in gradi Celsius o Fahrenheit

- Temperatura esterna in gradi Celsius o Fahrenheit

- Umidità relativa interna

- Umidità relativa esterna

- Indicazione della pressione atmosferica in inHG o hPa

- Selezione della pressione atmosferica relativa o assoluta

- Indicazione della pluviometria in mm o inch

- Indicazione della pluviometria per 1 ora, 24 ora, 1 settimana, 1 mese o dall'ultimo azzeramento

- Selezione della velocità del vento in mph, km/h, m/s, nodi o Beaufort

- Indicazione della direzione del vento

 

I consulenti PCE poi sono a disposizione per ogni ulteriore informazione anche sugli altri numerorissimi prodotti meteo e non presenti sul sito web


 

Conclusioni

Lo studio sulle prestazioni del sistema modellistico nel campo termico ha evidenziato  una sovrastima generale  media della temperatura di 1.65 gradi Celsius.In particolare analizzando il delta termico nelle differenti fasce orarie è ben evidente che lo scarto termico maggiore si misura nella fascia oraria centrale della giornata,  quella delle ore 14 locali.
 Il modello WRF utilizzato è stato quindi sottoposto ad una serie di test tesi ad individuare possibili correzzioni efficaci. Una strada seguita è stata quella di una modifica delle politiche di assimilazione dei dati meteorologici tramite i moduli variazionali 3-4 DVAR. Un altra ha riguardato l'applicazione di un Model Ouput Statistic cioè una correzione statistica , ottenuta confrontando archivi di dati misurati. e previsioni meteo. I risultati sono illustrati in modo quantitativo nell'immagine sotto

Figura 5. Correlazione ottenuta con il processo di correzione del campo termico sia con attuale WRF sia con WRF ensemble


Si è avuto un generale recuero di accuratezza che rimane costante nelle prime 24 ore di previsione utilizzando uno degli approcci o i due combinati mentre non si sono viste sostanziali differenze anche comparando la versione ensemble del modello previsionale a 7 Km di risoluzione , la cui attendibilità inizia a fare la differenza dal 2-3° giorno di prognosi.

Come si è visto dati meteorologici come quelli raccolti dalla stazione meteorologica  PC FWS 20 ( che si è comportata bene con valori rilevanti completamente congruenti con le altre stazioni utilizzate ) sono fondamentali per aiutare a correggere le derive dei modelli meteorologici previsionali.

Ringraziamo ancora Valerio Stavolo di TEMPO ROMA  per l'impegno e il tempo che dedica a valutare con noi l'impatto e l'attendibilità di queste nuove frontiere della tecnologia. Datameteo poi dispone di piattaforme complesse di testing che constano in Italia di più di 250 stazioni meteorologiche assimilate e validate