Le previsioni meteorologiche potrebbero diventare più impegnative durante la tempesta di coronavirus

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La pandemia COVID-19 ha sconvolto diversi settori e la meteorologia non fa eccezione. La qualità e la quantità dei dati osservativi che alimentano i modelli di previsione meteorologica potrebbero essere influenzati dalla pandemia, secondo l'Organizzazione meteorologica mondiale (WMO).

Conoscere lo stato dell'atmosfera è essenziale per una buona previsione meteorologica. Oltre ad annunciare pioggia o sole, le previsioni del tempo ci consentono di prepararci meglio ai rischi e ad altri pericoli meteorologici come inondazioni primaverili e uragani.

La pandemia ha ridotto molte di queste osservazioni in vari modi. Ma gli scienziati di tutto il mondo stanno trovando modi per colmare alcune di queste lacune.

Collaborazione internazionale

Il sistema di osservazione globale WMO fornisce osservazioni dell'atmosfera, come la velocità del vento e la superficie dell'oceano, ovvero la temperatura della superficie del mare. Il sistema nasce dalla stretta collaborazione tra agenzie nazionali e internazionali che forniscono misurazioni da diversi strumenti di osservazione.

Il sistema di osservazione globale dell'Organizzazione meteorologica mondiale (OMM) è composto da un gran numero di sistemi di osservazione in situ e satellitari.
(Organizzazione meteorologica mondiale)

Il WMO Global Observing System si basa su osservazioni effettuate sulla terra, nell'aria, nell'oceano e dallo spazio. Più di 10.000 stazioni di superficie, 1.000 stazioni di palloni meteorologici, 3.000 aerei commerciali, 7.000 navi, 100 boe ormeggiate, 1.000 boe alla deriva, 30 satelliti meteorologici e 200 satelliti di ricerca raccolgono informazioni sulla Terra.

La frequenza e la distribuzione spaziale di queste misurazioni variano enormemente a seconda del tipo di osservazione. Ad esempio, una stazione meteorologica di superficie può raccogliere misurazioni delle precipitazioni ogni cinque minuti, mentre il satellite CloudSat, dedicato all'osservazione globale delle nuvole, effettua misurazioni che coprono la stessa area geografica ogni 16 giorni.

Esempio di dati di osservazione della temperatura dell'aria presi a Oslo e all'aeroporto di Svalbard, Norvegia.
(Norsk Klima Service Center)

Come vengono fatte le previsioni

I modelli atmosferici sono un insieme di equazioni che descrivono lo stato mutevole dell'atmosfera. Richiedono informazioni sullo stato iniziale dell'atmosfera e della superficie terrestre (terra e oceano) per fornire previsioni meteorologiche.

Sfortunatamente, i dati osservativi da soli non sono sufficienti a fornire un quadro completo dello stato dell'atmosfera perché sono distribuiti in modo irregolare nello spazio e nel tempo e talvolta contengono errori.

È qui che entra in gioco una tecnica nota come "assimilazione dei dati". Si tratta di combinare i dati osservativi con i dati ottenuti da un modello atmosferico per ottenere la migliore stima dello stato dell'atmosfera. In altre parole, si parte da una previsione meteorologica realizzata con il modello e la si corregge con i dati osservativi.

Il risultato dell'assimilazione dei dati è un'immagine coerente e completa dell'atmosfera e della superficie terrestre in un dato momento. Una volta noto lo stato iniziale dell'atmosfera e della superficie terrestre, è possibile applicare un modello atmosferico per prevederne l'evoluzione.

Un esempio di analisi del sistema di previsione deterministica regionale (RDPS) presso il Canadian Meteorological Center (CMC). La velocità del vento (in nodi) è rappresentata dai colori e la direzione del vento è rappresentata dalle frecce blu. Le isolinee nere rappresentano la pressione a livello del mare.
(MeteoCentre)

L'impatto della pandemia

La pandemia COVID-19 ha causato una diminuzione delle osservazioni fatte dagli aerei commerciali, a causa della diminuzione del traffico aereo. In Europa, ad esempio, c'è stato un calo del 90% nel numero giornaliero di voli.

C'è stato anche un calo nelle osservazioni manuali presso le stazioni meteorologiche di superficie in diversi paesi in via di sviluppo, che non sono passati a misurazioni completamente automatizzate. A lungo termine, altri componenti del sistema di osservazione potrebbero essere influenzati negativamente se non è possibile eseguire lavori di manutenzione, riparazione e rifornimento.

La World Meteorological Organization (WMO) si basa sulle osservazioni di un vasto numero di stazioni situate in tutto il mondo.
(Shutterstock)

Ogni tipo di osservazione ha un impatto diverso sulla qualità delle previsioni. Studi condotti dal Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio raggio (ECMWF) hanno dimostrato che in assenza di dati meteorologici sugli aeromobili, la qualità delle previsioni di vento e temperatura a breve termine all'altitudine di crociera diminuisce del 15%, il che può influire sulla previsione della corrente a getto e, di conseguenza, previsioni di tempeste invernali e ondate di calore. Anche la qualità delle previsioni in prossimità della superficie diminuisce, ma non così tanto.

Ironia della sorte, l'importanza dei dati di osservazione degli aerei è stata evidenziata a metà febbraio 2020 in un seminario dell'ECMWF sullo stato delle osservazioni degli aeromobili. Fortunatamente, l'impatto delle osservazioni satellitari sulla qualità delle previsioni è maggiore di quello dei dati meteorologici degli aerei.

Mobilitare gli scienziati

La comunità scientifica sta cercando di alleviare l'impatto della diminuzione dei dati osservativi raccolti dagli aerei. Di conseguenza, i servizi meteorologici nazionali europei stanno lanciando più palloni meteorologici.

Anche le osservazioni dei satelliti lanciati di recente possono aiutare a colmare il vuoto lasciato dal calo delle osservazioni. È il caso del satellite Aeolus dell'Agenzia spaziale europea, che fornisce dati sul vento a diverse altitudini.

Il calo della qualità delle previsioni meteorologiche si aggiunge alle numerose sfide poste dalla pandemia. Con la stagione degli uragani atlantica che dovrebbe essere più attiva del solito, è ancora più importante prevedere correttamente la traiettoria e l'intensità degli uragani. In effetti, per i paesi caraibici, dove il picco di casi di COVID-19 è previsto poco prima dell'inizio della stagione degli uragani, la pandemia è un grosso ostacolo nella preparazione a questo pericolo meteorologico.

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