“Perché non ci azzeccano mai?” I problemi delle previsioni meteo

Immaginiamo di voler misurare la velocità di una macchina che percorre i 200 km di autostrada che separano Milano da Bologna.  La velocità ottenuta dividendo lo spazio percorso (200 km) per il tempo che intercorre tra la partenza e l’arrivo è la velocità media. Conoscendo questo valore non ci è dato sapere se vi siano state improvvise accelerazioni durante il viaggio o se  vi sia stata una fermata all’Autogrill: non è possibile dedurre informazioni a scala più piccola di quella relativa alle condizioni agli estremi.

Questo semplice esempio, che sembra avere poco a che fare con l’Atmosfera,  esprime invece quali siano le difficoltà nell’effettuare previsioni meteorologiche.

Queste utilizzano equazioni matematiche (modelli) che sono in grado di prevedere i cambiamenti nel tempo di temperatura, pressione (etc..) di una certa massa d’aria. Come ogni problema di evoluzione temporale è necessario imporre una condizione iniziale (nell’esempio della macchina la posizione o il tempo di partenza da Bologna) dalla quale partire per prevedere l’evoluzione del sistema. In altre parole il problema della previsione meteorologica è un problema deterministico ai valori iniziali.

Per poter prevedere la situazione in una certa città o zona è necessario conoscere le condizioni attuali sempre nello stesso punto, ad ogni altitudine che consideriamo rilevante per l’evoluzione delle masse d’aria. Sarebbe necessaria una rete di rilevazione che copra istantaneamente ogni punto nel quale si vuole conoscere l’evoluzione del tempo: quest’ipotesi è semplice utopia, considerando l’impegno sperimentale  ed il costo associato; esiste anche il problema degli errori strumentali.

Anche se negli ultimi anni i satelliti sono stati molto utili nel risolvere questo tipo di copertura, lo strumento più efficiente ed affidabile è e rimane la radiosonda: in alcuni punti sul globo, considerati rappresentativi (o semplicemente comodi), vengono lanciati ogni giorno dei palloni atmosferici che, salendo fino ad una certa altitudine, registrano, ad ogni altezza, temperatura, pressione, velocità del vento, etc.. I dati verranno poi utilizzati nei modelli matematici come condizioni iniziali. Il problema fondamentale di questi radiosondaggi è la copertura che riescono a garantire: Bologna e Milano rappresentano, non a caso, la distanza minima tra due stazioni diverse. Avere dati diversi tra Bologna e, ad esempio, Reggio Emilia non è possibile. In Italia esistono non più di 10-15 stazioni diverse che effettuano questo tipo di radiosondaggi, mentre le stazioni meteo al suolo sono molte di più ma non servono allo scopo.

Immagine acquisita da una fotocamera installata su una "radiosonda" artigianale lanciata in Atmosfera. Se vi interessa il progetto guardate qui: http://rcexplorer.se/projects/2013/03/fpv-to-space-and-back/

Immagine acquisita da una fotocamera installata su una “radiosonda” artigianale lanciata in Atmosfera. Se vi interessa il progetto guardate qui: http://rcexplorer.se/projects/2013/03/fpv-to-space-and-back/

Il problema si pone quindi nei termini seguenti : come è possibile ottenere delle previsioni che abbiano un dettaglio maggiore dei dati che forniamo in ingresso? Come è possibile conoscere la velocità della macchina a Reggio Emilia se conosciamo solo la velocità media nel tragitto Bologna-Milano?
Per questo le previsioni per ogni città, a cui molti siti ci hanno da anni abituato, sono da prendere con le molle! Le previsioni sono realistiche se fatte su macroaree “Domani in Val Padana piovaschi isolati” e non su aree localizzate “Domani acquazzoni nella zona Ovest di Bologna”.  Ad oggi è quasi impossibile avere questo tipo di dettaglio a causa della limitata potenza dei mezzi di misura. O almeno è impossibile averla con un margine di errore molto basso. Tanto più che la maggior parte dei fenomeni meteorologici sulla nostra penisola sono dovuti all’interazione dell’aria con la caratteristica e peculiare (al mondo!) orografia del sito, che varia tra il mare e la montagna nel raggio di pochi km: queste scale non sono risolvibili con previsioni a lungo raggio temporale.

Ci sono poi altri aspetti da sottolineare, ma il più importante è la valutazione degli errori. Le equazioni prima utilizzate dai modelli non sono semplici da risolvere; pur con molte approssimazioni non sono infatti risolvibili analiticamente. Questo significa che non è possibile trovare in alcun modo una soluzione ESATTA che risolva le equazioni. L’unico metodo possibile è quello di cercare, con l’ausilio di computer, le soluzioni numeriche che approssimino la soluzione corretta, che non conosciamo. Il computer provvede, date le equazioni che abbiamo derivato, ad aggiungere ogni volta un piccolo intervallo temporale (secondi, minuti, ore..) e a calcolare il risultato di temperatura, pressione, vento. D’altra parte i computer eseguono calcoli sempre con una certa approssimazione. Sarebbe impossibile memorizzare infatti il risultato di una divisione, che ha infinite cifre dopo la virgola: servirebbe una memoria (quasi) infinita. Nei calcoli si adoperano approssimazioni che si traducono in approssimazioni nelle previsioni.

In definitiva, prima di affermare “questo sito non ci becca mai, ieri alle 11 pioveva a Bologna mentre le previsioni sul sito XX mettevano nuvoloso!” sarebbe meglio ragionare un momento. La Fisica è un tentativo di approssimare la Verità, la Matematica è il suo strumento, ma insieme approssimano solo la realtà che è sottoposta a legge più complesse di quanto l’equazione più complessa possa esprimere.

Articolo di Guido Cioni del 07 Dicembre 2013 alle ore 14:29

Altre Notizie Meteo

Primo weekend di giugno con ancora temporali ed aria fresca, il sole ci sarà ma l’estate frena!

Primo weekend di giugno con ancora temporali ed aria fresca, il sole ci sarà ma l’estate frena!

I forti temporali previsti tra la giornata di giovedì e quella di venerdì sono dovuti ad un fronte Atlantico ben organizzato, associato ad una profonda saccatura estesa dalla Groenlandia al mare del Nord, che raggiungerà la nostra Penisola attraversandola interamente. I contrasti termici molto elevati tra la massa d’aria fredda in arrivo e quella preesistente […]

Disastro ambientale in Siberia, 20mila tonnellate di carburante riversate nei fiumi

Disastro ambientale in Siberia, 20mila tonnellate di carburante riversate nei fiumi

Tempo di lettura: 2 minuti. La cisterna della Norilsk Nickel è collassata in seguito allo scioglimento del permafrost sottostante. È il più grande disastro petrolifero avvenuto in Russia dal 1994. Negli ultimi giorni il fiume Ambarnaya si è tinto di rosso acceso a causa di uno sversamento proveniente da uno stabilimento della Norilsk Nickel, il […]

Meteo giovedì 4 giugno: forte maltempo al nord, stabile e soleggiato al sud

Meteo giovedì 4 giugno: forte maltempo al nord, stabile e soleggiato al sud

Giornata caratterizzata da forte maltempo al nord con piogge e rovesci anche forti, stabilità al centro-sud con tempo soleggiato e poche nubi. Temperature in calo al nord, in temporaneo aumento al centro-sud. Una forte perturbazione di origine nord-atlantica interesserà la nostra Penisola nelle prossime 48 ore, apportando un netto peggioramento delle condizioni meteorologiche dapprima sulle nostre regioni settentrionali per la giornata odierna […]

Sotto la lente nord Italia: piogge e temporali anche forti nella giornata di giovedì

Sotto la lente nord Italia: piogge e temporali anche forti nella giornata di giovedì

Forte maltempo al nord nelle prossime 24 ore con piogge e rovesci temporaleschi anche forti, attesi accumuli pluviometrici localmente elevati! Una forte perturbazione di origine nord-atlantica interesserà la nostra Penisola nelle prossime 48 ore, apportando un netto peggioramento delle condizioni meteorologiche dapprima sulle nostre regioni settentrionali nella giornata di domani giovedì 4 giugno e poi […]

Cronaca meteo: devastanti e impressionanti grandinate in Lombardia

Cronaca meteo: devastanti e impressionanti grandinate in Lombardia

Nel pomeriggio di martedì 2 giugno violentissime grandinate hanno messo in ginocchio la Lombardia settentrionale, in particolare le province di Lecco, Brescia e Bergamo. Impressionanti immagini da Nembro… Come da previsione sulle nostre regioni settentrionali ad una mattinata di martedì 2 giugno abbastanza soleggiata e con poche nubi ha fatto seguito un cospicuo aumento della […]

Ispra: in Italia la temperatura aumenta di più rispetto al resto del mondo

Ispra: in Italia la temperatura aumenta di più rispetto al resto del mondo

Tempo di lettura: 2 minuti. Crescono anche il consumo di suolo e l’inquinamento elettromagnetico da impianti RTV e telefonia mobile. Le emissioni di gas serra risultano invece in calo.   L’aumento di temperatura in Italia è maggiore rispetto alla media globale, secondo i nuovi dati ambientali Ispra. L’anomalia registrata nel 2018 rispetto alla media 1961-1990 […]

Meteo mercoledì 3 giugno: tra sole, nubi e locali rovesci pomeridiani e serali

Meteo mercoledì 3 giugno: tra sole, nubi e locali rovesci pomeridiani e serali

Giornata caratterizzata da tempo soleggiato al mattino con cielo sereno o poco nuvoloso, nubi in aumento nelle ore pomeridiane con locali piogge e rovesci temporaleschi soprattutto sulle aree alpine, prealpine ed appenniniche. L’Italia è interessata solo parzialmente da un campo di alta pressione, in quanto risente ancora della parziale influenza di una circolazione più instabile […]

Meteo martedì 2 giugno: soleggiato ma con rovesci pomeridiani in agguato

Meteo martedì 2 giugno: soleggiato ma con rovesci pomeridiani in agguato

Giornata caratterizzata da cielo inizialmente sereno o poco nuvoloso al mattino; al pomeriggio e sera aumento della nuvolosità specie sulle aree alpine ed appenniniche con locali rovesci. Temperature in lieve aumento ma ancora al di sotto della norma. Sull’Italia va espandendosi un campo di alta pressione da ovest, tuttavia la nostra Penisola risentirà ancora marginalmente […]

Cronaca meteo: weekend di intenso maltempo con violente grandinate e nevicate in Appennino

Cronaca meteo: weekend di intenso maltempo con violente grandinate e nevicate in Appennino

E’ stato un weekend all’insegna del maltempo sulla nostra Penisola con nevicate in Appennino, violente grandinate, intense piogge e temporali. Ripercorriamolo insieme con immagini e dettagli… Nel corso del weekend appena concluso il vasto campo di alta pressione, di origine azzorriana, è risultato come da previsione ancora troppo sbilanciato ad ovest, tra Europa occidentale e […]

NOAA: la stagione degli uragani atlantici 2020 sarà più intensa del solito

NOAA: la stagione degli uragani atlantici 2020 sarà più intensa del solito

Tempo di lettura: 2 minuti. Sono previste dalle 13 alle 19 tempeste, di cui da 3 a 6 potrebbero diventare uragani potenti, con venti fino a 179 km/h. Inizia oggi, 1 giugno, e terminerà il 30 novembre la stagione degli uragani altantici di quest’anno, sebbene si siano verificate già due tempeste nel corso del mese […]

Scarica l'app del Meteo in Diretta per iOs o Android e porta il meteo sempre con te, è gratis!

Meteo in diretta - le tue previsioni meteo personalizzate

Copyright 2000-2015 Tutti i diritti riservati
MeteoInDiretta è un progetto Tempo di meteo srl p.i.02241200464