Esercitazione lettura output modelli

MSc. Mattia Marchio mattia.marchio@unitn.it

Università degli studi di Trento

Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio

Fondamentidi Meteorologia e Climatologia

Introduzione

2 software user-friendly ed open source

XyGrib

Panoply

Servono a visualizzare gli output dei modelli meteorologici, solitamente forniti in due diversi formati:

GRIB: Gridded Binary o General Regularly-distributed Information in Binary form. File binario contenente diverse matrici che rappresentano le variabili meteorologiche a diverse quote.

NetCDF: altro tipo di formato binario molto usato per salvare campi di variabili

Obbiettivi

Descrizione situazione a scala sinottica (Atlantico + Europa) e mesoscala (locale) comprendente:

Individuazione di sistemi di alta e bassa pressione (analisi campi di pressione)

Caratterizzazione del vento a diverse quote

Analisi della temperatura

Individuazione dei fronti

Analisi di profili verticali (pseudo-sondaggi) in punti selezionati

Individuazione di aree con potenziale convettivo (analisi degli indici CAPE e CIN)

La relazione finale prevede le stesse analisi effettuate su giornate diverse.

Scale dei moti atmosferici

Altezza di Geopotenziale

https://atoc.colorado.edu/~cassano/atoc3050/lecture_notes/chapter10.pdf

E’ la quota a cui trovo una certa pressione. Ad esempio, l’altezza di geopotenziale a 500 hPa è l’insieme delle quote a cui trovo la superficie isobarica di 500 hPa.

Dall’equilibrio idrostatico:

Da cui:

→ Questa quota varia in base allostato dell’atmosfera, in particola-re, in base alla sua temperatura

dove H=RTv /g

Jet streamFasce caratterizzate da vento molto forte in quota (limite troposfera) che soffia da ovest verso est.

Al confine tra masse d’aria con importante gradiente termico

190-400 km/h

Responsabili della formazioni di cicloni extra-tropicali

Trasportano le perturbazioni Weather for Aircrews, Air Force Handbook (AFH) 11-203, Volume 1, 1 March 1997, Department of the Air Force

https://climate.ncsu.edu/edu/JetStream, origininally from NOAA

https://climate.ncsu.edu/edu/JetStream

Jet stream – oscillazioni ed impatto sull’aviazione

https://earth.nullschool.net/

https://www.flightradar24.com

Take-home message 1

“Dove sono presenti importanti gradienti di altezza di

geopotenziale (e quindi dove ci sono importanti gradienti di

temperatura) si ha un’interfaccia tra masse d’aria a temperatura

diversa. In queste zone vediamo chiara la presenza del jet

stream”

Equilibrio geostrofico in quota

Per moti a scala sinottica, fuori dallo strato limite planetario ed alle medie latitudini, I termini dominanti dell’equazione del moto sono il gradiente di pressione e la forza di Coriolis

→ Equilibrio geostrofico: il vento è parallelo alle isobare e si ha una circolazione oraria intorno ai centri di alta pressione (H) e antioraria attorno a

quelli di bassa pressione (L)

Wallace and Hobbs (2006)

Situazione vicino al suoloVerso il suolo entrano in gioco altri termini rappresentanti forze di resistenza

→ Si ha convergenza nei centri di bassa pressione (L) e divergenza nei centri di alta pressione (H)

Evoluzione e caratteristiche dei fronti

The Atmosphere, 8th edition, Lutgens and Tarbuck, 8th edition, 2001

http://www.ux1.eiu.edu/~cfjps/1400/fronts.html

Take-home message 2

Fronte caldo e fronte freddo fanno parte dello stesso sistema di

bassa pressione e viaggiano assieme ad esso.

Analisi di profili verticali: SkewT-LogP diagram

Analisi di profili verticaliPlottiamo sul grafico i profili di temperatura e temperatura di rugiada

http://wx4cast.blogspot.com/2011/10/how-to-read-skew-t-log-

p.html

Convezione in atmosfera

3 “ingredienti” necessari per lo sviluppo di eventi convettivi (Johns and Doswell 1992):

Presenza di vapore alle basse quote

Instabilità

Sollevamento (iniziazione)

Parlando di (in)stabilità a lezione avete visto due quote chiave che la particella in ascesa incontra:

LCL: livello di condensazione per sollevamento, oltre il quale la particella d’aria sale seguendo una curva adiabatica a saturazione

LFC: livello di convezione libera, oltre il quale la particella è più calda dell’ambiente circostante e continua a salire liberamente

Equilibrio geostrofico vicino al suoloSeguiamo il moto ascendente di una particella d’aria

http://wx4cast.blogspot.com/2011/10/how-to-read-skew-t-log-p.html

CAPE – Energia potenziale convettivaPiù è alta la differenza di temperatura fra la particella che sale e l’atmosfera circostante, maggiore sarà l’energia (dovuta a forza di galleggiamento) disponibile per sviluppare convezione

→ CAPE [J kg-1]: è un indice dell’instabilità potenziale dell’atmosfera

Legato alla velocità della corrente ascensionale in una nube convettiva (updraft)

Wmax = (2*CAPE)1/2

CIN – inibizione alla convezione

Per rilasciare l’energia potenziale convettiva devo raggiungere l’LFC

→ CIN [J kg-1]: indica quanta energia devo fornire per far raggiungere il livello di convezione libera ad una particella superficiale

→ problema dell’iniziazione della convezione, possibili meccanismi:

Forzanti orografiche

Riscaldamento del suolo (per radiazione)

Convergenza umidità a bassi livelli (diminuisco quota LCL)

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