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Esercitazione lettura output modelli
MSc. Mattia Marchio [email protected]
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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