31 luglio 2016

Rischio meteo-idro: il mosaico nazionale dei prodotti radar

I radar meteorologici che concorrono alla Rete Radar Nazionale

La realizzazione di un sistema operativo di interconnessione e integrazione di dati radar meteorologici in tempo reale implica la definizione di un processo di mosaicatura. L’esigenza di realizzare una rete di questo tipo nasce sia dalla necessità di un monitoraggio meteorologico a copertura nazionale sia dalla necessità di migliorare la qualità delle misure effettuate dal singolo radar. Infatti l’utilizzo di un solo radar comporta tuttavia una serie di problematiche che ne limitano l’efficacia. Le principali sorgenti d'errore, che sono di natura tecnico-strumentale, topografica e fisico-modellistica, possono essere riassunte di seguito:

  • Il fascio radar viene riflesso, oltre che dalla precipitazione incontrata lungo il percorso, anche dagli ostacoli artificiali quali edifici, rilievi e, in determinate condizioni atmosferiche, dal suolo stesso, generando degli echi di non attribuibili alla precipitazione che vanno opportunamente interpretati e rimossi (fenomeni conosciuti come clutter e propagazione anomala del fascio);
  • In presenza di un ostacolo orografico, quale ad esempio una montagna, il fascio radar viene bloccato, completamente o in parte, alle quote più basse impedendo una stima corretta della precipitazione dietro all'ostacolo (fenomeni conosciuti come shielding o blocking del fascio radar);
  • Nella propagazione attraverso zone di precipitazione le onde e.m. emesse dal radar sono soggette ad una riduzione della potenza causata sia dall'assorbimento molecolare che dalla riflessione nelle direzioni diverse da quella utile (verso radar). Tale fenomeno, che dipende sia dall'intensità della precipitazione che dalla sua estensione spaziale, fa sì che il fenomeno meteorologico venga rilevato in forma indebolita, riducendo la qualità della stima quantitativa di precipitazione;
  • La curvatura della superficie terrestre, associata alle caratteristiche topografiche del territorio, che impongono osservazioni non necessariamente orizzontali, determina l'aumento, al crescere della distanza dal radar, dell'altitudine della porzione di atmosfera osservata. A causa della notevole variabilità verticale delle nubi, l'osservazione in quota può non essere rappresentativa di quanto si verifica al suolo;
  • L'estrema variabilità nello spazio e nel tempo delle caratteristiche fisiche dei fenomeni meteorologici rendono approssimato il processo di stima (in gergo “inversione”) delle grandezze di interesse meteo-idropluviometriche a partire dagli osservabili radar.

Alle problematiche sopra descritte si può ovviare parzialmente attraverso l’impiego di tecniche di elaborazione avanzata delle informazioni provenienti dai singoli sistemi radar e l’utilizzo combinato di più radar, dislocati sul territorio in maniera opportuna.

Infine si rimarca che, tutti i sistemi radar, per le proprie caratteristiche tecniche e infrastrutturali, richiedono interventi di manutenzione sia preventivabili che correttivi straordinari, che inevitabilmente ne pregiudicano l’operatività; in tal senso è dunque evidente l’opportunità connessa alla combinazione dei singoli prodotti radar in un mosaico.

Di seguito, sono riportati i prodotti riferiti al composito nazionale e la relativa frequenza temporale con cui vengono resi disponibili, tramite le diverse piattaforme, ai Centri Funzionali decentrati ed agli enti istituzionali nazionali:

  • CAPPI (Costant Altitude Plan Position Indicator) a 2000, 3000 e 5000m – Frequenza di 15 min: è un prodotto riferito ad un’altitudine costante. Si ottiene tramite una sezione orizzontale del volume di dati ed è dunque possibile realizzarla solo al termine di un’acquisizione volumetrica completa. E’ una delle modalità di rappresentazioni più utilizzate per monitorare le condizioni meteo a diverse quote in atmosfera.
  • VMI [dbz] Vertical Maximum Intensity. – Frequenza di 15 min: è un prodotto in cui vengono riportati i massimi valori assunti dalla variabile rappresentata lungo la verticale.
  • SRI [mm/h] (Surface Rainfall Intensity) – Frequenza di 15 min.: è un prodotto già elaborato ossia non si riferisce a dati grezzi quali la riflettività, ma offre una stima dell’intensità di precipitazione al suolo.
  • SRT [mm] (Surface Rainfall Total) – Frequenza di 60 min.: Da una serie di mappe di SRI è possibile derivare una mappa denominata SRT nella quale si rappresenta la pioggia totale caduta al suolo con riferimento al periodo di integrazione. Le cumulate generate sono relative a 1h; 3h, 6h, 12h e 24h.

I radar che concorrono attualmente alla Rete Radar Nazionale:

Radar del Dipartimento della Protezione Civile operativi
Monte Crocione (LU)
Monte Pettinascura (CS)
Monte Serano (PG)
Monte Il Monte (CH)
Monte Zoufplan (UD)
Monte Lauro (SR)
Aeroporto dello Stretto (RC)
Aeroporto di Fontanarossa (CT)

Radar regionali
Bric della Croce (TO)
Settepani (SV)
Gattatico (RE)
S. Pietro Capofiume (BO)
Monte Grande (PD)
Concordia Sagittaria (VE)
Monte Macaion (BZ)
Fossalon (GO)
Monte Rasu (SS)
Monte Midia (AQ)

Radar dell’Aeronautica militare (in manutenzione straordinaria)
Brindisi
San Giusto (PI)
Grazzanise (CE)
Decimomannu (CA)

Radar dell’Enav
Linate (MI)
Fiumicino (RM)