Thursday, October 28

I modelli matematici utilizzati per le previsioni del tempo

Al giorno d’oggi grazie alla scienza e al costante progresso della tecnologia è diventato di estrema importanza in meteorologia lo studio dei vari fenomeni naturali come il vento, la temperatura e l’umidità per fornire previsioni del tempo approssimate.

Breve storia

Sin dall’antichità gli uomini hanno cercato di fornire informali previsioni del tempo basandosi solo sull’osservazione degli eventi naturali come il movimento dei venti, le fasi lunari e il tramonto.

Una piccola svolta si ebbe nel XIX secolo con l’invenzione del telegrafo elettrico ma fu solo grazie a Fitzroy e Beaufort che nacque la previsione meteo come scienza. Soprattutto a quest’ultimo si deve l’invenzione dell’omonima scala per misurare la forza dei venti anche se il primo tentativo di previsione numerica per fornire le previsioni del tempo tramite equazioni complesse si deve a Lewis Fry Richardson nel 1922. analisi-meteo

Purtroppo all’epoca non esistevano ancora i calcolatori elettronici indispensabili per calcolare e risolvere in brevissimo tempo ingenti quantità di equazioni. Di conseguenza il suo esperimento fallì come del resto il suo approccio matematico alla previsione meteo. In seguito i matematici Courant, Friedrichs e Lewy riuscirono a dare più stabilità alle soluzioni numeriche formulando il criterio CFL.

Nel 1950 Neumann, Chamey e Fjörtoft realizzarono la prima previsione meteo grazie all’utilizzo del calcolatore Eniac. Negli anni sessanta Philips e Hinkelmann adottarono le equazioni primitive rielaborando quelle di Richardson per analizzare i moti atmosferici per le previsioni del tempo.

Modelli matematici per le previsioni del tempo

I modelli matematici o numerici sono un sistema complesso di equazioni primitive indispensabili per rilevare le variazioni dell’atmosfera in un tempo futuro, in determinate posizioni e altitudini sia a livello globale per ottenere previsioni meteo di tutto il nostro pianeta sia regionale per quelle di una determinata località.

Generalmente questi modelli sono dei programmi per supercomputer avanzati i quali, grazie ad un sistema di dati iniziali forniti dall’utente ossia l’input, eseguono particolari calcoli complessi per produrre informazioni meteorologiche approssimate.

Di conseguenza l’analisi numerica dei dati in output ossia finali prevede sempre un minimo margine d’errore. A parte questo, alcuni i modelli globali e regionali utilizzano tutte e tre le dimensioni ma i metodi delle differenze finite per la dimensione verticale e spettrali per quella orizzontale soltanto dai primi.

In più questi modelli vengono inizializzati utilizzando i dati, presi da satelliti, radiosonde e stazioni meteorologiche, i quali sono il principale punto di partenza di una previsione. Importanti sono anche le tecniche di previsione del tempo tra cui la persistenza e l’uso del barometro.

Modelli globali e locali di previsione del tempo

I modelli globali più utilizzati e seguiti su scala mondiale per le previsioni del tempo sono nove: Navgem, GFS, UKMO, GMA, GEM, WMC, SEMBAC, GME e ECMWF. Quest’ultimo fornisce gratuitamente solo pochi parametri a differenza del GFS. Infine i modelli locali noti con l’acronimo di LAM sono invece ad alta risoluzione e su scala limitata per concentrarsi su una determinata area geografica ma sempre dopo aver analizzato i dati di quelli globali.

Suggertito da: meteo.sky.it

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