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Misure meteo in mobilità. Rapidità di misura ed elevata risoluzione spaziale i requisiti chiave

Rapidità di misura ed elevata risoluzione spaziale del campionamento.
Sono due dei requisiti fondamentali che una stazione meteo deve possedere per poter  esser utilizzata in mobilità, senza i quali non è possibile rilevare correttamente le rapide variazioni termiche che si incontrano in mobilità.

Lo illustra molto bene una sessione effettuata il 19 ottobre scorso, dove l’alta densità spaziale delle acquisizioni e la velocità di misura di MeteoTracker hanno consentito di acquisire dati che confermano quanto l’area dei Colli Albani (Lazio) sia tra le più termicamente movimentate d’Italia e di identificare con elevata precisione il confine orografico tra l’ambito freddo sottoposto a forte inversione termica (temperatura minima di 1.3 °C e formazione di nubi prossime al suolo, come documentato dalle MeteoPhoto scattate nel corso della sessione) e quello ben più mite immediatamente contiguo (temperatura massima di 13.9 °C).
La visualizzazione su mappa e su grafico della sessione evidenzia come bastino poche decine di metri per avere variazioni di diversi gradi centigradi e come, nel breve volgere di circa 2 km, la differenza di temperatura arrivi a ben 12.3 °C .


In simili contesti termici, molto più frequenti di quanto comunemente si pensi, un sistema di misura non sufficientemente veloce riporterebbe dati del tutto sganciati con la realtà, in quanto il sistema non farebbe in tempo, durante il transito, ad allineare il dato misurato a quello vero. E se il dato vero cambia rapidamente ciò significa mancare l’obiettivo stesso della misura.

Per es., il termometro dell’auto in simili contesti riduce le vere variazioni anche di 5 volte, ossia anziché i 10 °C di reale variazione ne riporterà 2 (come da noi verificato nel corso di questa sessione).
La velocità di misura, quando si parla di temperatura dell’aria, dipende dall’inerzia termica del sistema [sensore + supporto] e dalla ventilazione a cui i sensori sono sottoposti (maggiore è la ventilazione, più rapidamente il sensore si allinea alla temperatura dell’aria).

MeteoTracker può vantare un’elevata velocità di misura perché i due sensori di temperatura (il sistema è differenziale dual-sensor), grazie al sistema brevettato RECS (Radiation Error Correction System), non devono essere racchiusi all’interno di uno schermo solare, il quale oltre che la radiazione ridurrebbe notevolmente anche la ventilazione.

Inoltre, la scheda elettronica in cui sono montati i sensori è stata progettata per essere particolarmente sottile (meno di 1 mm) e dunque con ridotta inerzia termica.

Da qui una rapidità di misura che ci ha consentito di rilevare variazioni di temperatura anche di 10.2 °C in soli 34 secondi (400 m di distanza percorsi a 40 km/h).

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Misure in mobilità. Un ambito poco esplorato, sorprendente e fonte di rilevante conoscenza meteo

Quanti gradi ci sono?

Ci sarà freddo dove stiamo andando?

Quale è stata la località più fredda stanotte?

Basta un rapido sguardo al web, o allo screensaver del nostro smartphone, per avere una (apparente) risposta. 

Ma è davvero quello il valore che ci aspetta fuori casa o nella località dove ci stiamo recando? Ed è realmente quello il luogo dove si è registrata la temperatura più bassa?

No, o perlomeno non è affatto detto che sia così. 

Vediamo perché.

I dati che provengono dalla rete di stazioni fisse sono generalmente accurati e affidabili. Un po’ meno quelli che leggiamo sullo screensaver dello smartphone, spesso frutto di interpolazioni con le quali si cerca di supplire all’assenza di stazioni meteo in una data località.

Ma non è questo il punto.

Perché per quanto il dato di temperatura possa essere accurato e garantito, in certe situazioni meteorologiche tutt’altro che infrequenti il dato proveniente da una stazione fissa non potrà mai fornire una corretta rappresentazione della distribuzione termica nell’area geografica che ad essa fa riferimento.

Per un motivo ben noto agli esperti di meteorologia: la temperatura dell’aria ha spesso una variabilità spaziale molto marcata e il dato misurato in un punto può essere assai diverso da quello che si misurerebbe anche a poche centinaia, talvolta decine di metri di distanza. 

Alcuni dati 

Tra due punti di uno stesso borgo distanti 400 m abbiamo misurato oltre 10° C di differenza, passando da temperature ben sopra lo zero a valori abbondantemente negativi. Diventa così complicato dire quale fosse la temperatura ad Hauzenberg (Germania) la notte tra il 1° e il 2 gennaio 2020.  La risposta più corretta: tutti i valori compresi fra +4.9° C e -5.3° C. 

I dati misurati a Hauzenberg (Germania) nella notte tra il 1° e il 2 gennaio 2020

I dati misurati a Hauzenberg (Germania) nella notte tra il 1° e il 2 gennaio 2020

 

Scendendo di latitudine e cambiando stagione, altri dati di notevole interesse.

La notte del 7 luglio 2019 in un tratto costiero di circa 20 Km della Sardegna sud-orientale abbiamo rilevato un’ altalena termica compresa tra 32.8° C e 22.1° C, che trovava il suo apice, in termini di rateo di variazione spaziale, in località Geremeas, dove è stato misurata una differenza di 8.5° C in 400 m di percorso (da 30.6° C a  22.1° C).

Profilo termico rilevata nella prima ora del 7 luglio 2019 nella costa sud-orientale della Sardegna

Profilo termico rilevato nella prima ora del 7 luglio 2019 nella costa sud-orientale della Sardegna

Tante altre, e ognuna con le sue peculiarità, sono le sessioni di acquisizione mobile che dimostrano come l’estrema variabilità spaziale del dato di temperatura non rappresenti affatto un’anomalia, bensì una condizione tipica in situazioni meteorologiche tutt’altro che infrequenti.

Oltre alle condizioni di inversione termica, che in molte aree geografiche sono quelle prevalenti nel semestre freddo e non solo, anche le brezze, le interferenze tra complessi montuosi e venti sostenuti (stau/fohn), profili altimetrici particolari, natura del suolo, effetto “isola di calore” urbana e altri fattori territoriali-ambientali di origine antropica possono dare origine a sbalzi termici spaziali molto accentuati.

Situazioni in cui da un lato si manifesta in tutta la sua rilevanza il limite intrinseco della rete di stazioni fisse, la cui portata informativa risulta, in questi casi, fortemente depotenziata; dall’altro emerge il potenziale, e l’utilità, delle misure in mobilità, una fonte di conoscenza meteo poco esplorata che assume un notevole valore sia contingente (il dato di quel momento e in quel punto) che statistico (la caratterizzazione climatica ad altissima risoluzione spaziale).

Una modalità di esplorazione meteo, quella mobile, che lo sviluppo tecnologico – dalla connettività globale ai progressi nella sensoristica – consente oggi di effettuare perseguendo il paradigma vehicle as a station: il mezzo di trasporto che diventa una stazione mobile grazie a dispositivi low-cost.

Ma è necessario che il sistema di misura, per poter esser adoperato in mobilità, soddisfi requisiti ben precisi e niente affatto scontati.

Ne parleremo al prossimo post.

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