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Monitoraggio di alcuni eventi di precipitazione intensa verificatisi in Sardegna mediante stima da immagini METEOSAT nell'infrarosso
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1. INTRODUZIONE

A causa dell'orografia travagliata e della posizione al centro del Mar Mediterraneo che fa da spartiacque tra il Nord Africa con clima tropicale ed il continente Europeo con clima Atlantico, la Sardegna, come d'altronde buona parte dei paesi che si affacciano sul bacino del Mediterraneo, è sede frequente di fenomeni di precipitazione intensa che determinano disastri naturali di grave portata sia economica sia sociale. Si stima che il numero dei morti causati da alluvione nei paesi del bacino mediterraneo sia secondo solo al terremoto come causa di disastro naturale. Si capisce dunque quale sia l'importanza di poter prevedere con congruo anticipo ed in modo accurato, il verificarsi di questi eventi calamitosi, alfine di diramare allarmi tempestivi tali da limitare i danni alle cose, e contribuire a salvare numerose vite umane.
Il clima della Sardegna, definito sub-tropicale, è caratterizzato da una stagione fredda ed una calda con una durata molto ridotta delle due stagioni di transizione. Sebbene la maggior parte della precipitazione sia concentrata nella stagione fredda, gli eventi estremi di precipitazione intensa tendono a concentrarsi con maggior frequenza durante il periodo di transizione dalla stagione calda a quella fredda (seconda metà di ottobre prima metà di novembre). Questo fatto può essere messo in relazione con la differenza di capacità termica tra mare e terra che rende in questo periodo la temperatura della superficie del mare relativamente più alta rispetto all'aria sovrastante e genera quindi un flusso di calore latente in eccesso. Quando un flusso intenso di quest'aria umida incontra rilievi montuosi molto ripidi in prossimità della costa si verifica una situazione favorevole per lo sviluppo di forte instabilità convettiva che può determinare piogge a carattere torrenziale. Altri meccanismi come i cicloni di tipo tropicale che si sviluppano durante la stagione calda sono responsabili di precipitazione di notevole intensità ma poiché si sviluppano in prevalenza sul mare si ha una gran difficoltà nel registrare misure dirette dei loro effetti.
Le previsioni del campo di precipitazione su scala globale che si ottengono con gli attuali modelli numerici (modelli idrostatici) hanno un'accuratezza che seppure elevata non sempre è sufficiente per l'individuazione univoca di eventi estremi e la conseguente diffusione di allarmi tempestivi. Per migliorare la qualità di queste previsioni si possono seguire essenzialmente due approcci:

  • Utilizzare un modello più dettagliato di previsione che descriva esplicitamente i processi convettivi responsabili del fenomeno di precipitazione intensa (modelli non idrostatici) accompagnato da una specifica procedura di assimilazione dati per le condizioni iniziali;
  • Effettuare molte simulazioni numeriche dello stesso evento con condizioni iniziali variate in modo opportuno così da ottenere una descrizione probabilistica della previsione.

Entrambe le possibilità comportano l'utilizzo di notevoli risorse di calcolo e attualmente sono oggetto di studio approfondito per una loro eventuale implementazione operativa.
Il monitoraggio, a posteriori o disponendo di una rete in telemisura, di tali eventi su terra ferma, per uno studio dettagliato volto ad una maggiore comprensione dei meccanismi fisici che ne hanno determinato la distribuzione spazio temporale nonché agli effetti di ruscellamento ed erosione prodotti dalle onde di piena che ne conseguono, è teoricamente possibile mediante elaborazione delle misure delle stazioni pluviometriche. Tuttavia in corrispondenza di eventi particolarmente intensi, come quelli del Novembre 1999 per esempio, si riscontra in genere un funzionamento non ottimale dei pluviometri per effetti di saturazione dello strumento od anche solo di guasto all'elettronica proprio a causa della precipitazione intensa. Accade quindi, in genere, che non si hanno stime attendibili delle quantità cumulate di precipitazione e della loro distribuzione spazio temperale su regioni estese. Inoltre poiché, come già detto, la forzante orografica gioca un ruolo fondamentale in tali eventi e la densità delle stazioni pluviometriche è insufficiente in corrispondenza dei rilievi montuosi la possibilità di monitoraggio su scala regionale e con risoluzione temporale almeno oraria riveste un interesse notevole sia per la comprensione fisica del fenomeno sia per scopi di protezione civile. Lo strumento candidato naturale, per il monitoraggio del campo di precipitazione, è il radar meteorologico, mediante il quale, se opportunamente tarato, si può ottenere una descrizione spazio-temporale dettagliata del fenomeno. In Sardegna non esiste ancora il radar meteo operativo e quindi l'unico mezzo in grado di soddisfare le esigenze suaccennate è il satellite. In particolare i metodi di stima della precipitazione al suolo mediante satelliti geostazionari offrono un accettabile compromesso tra elevate risoluzione spaziale (~6km) e copertura temporale (1/2 ora). Il fatto di avere accesso a tali scale, non risolte dai modelli idrostatici, consente al monitoraggio mediante tali immagini, se usato in congiunzione con le previsioni meteo dei venti in quota, di fornire previsioni a brevissima scadenza dell'evolvere di eventi di intensa convezione umida che sviluppandosi sul mare producono in tempi dell'ordine dell'ora i loro effetti devastanti sulle zone costiere. Sebbene tali tempi di previsione non siano di immediato utilizzo per la diramazione di allerta, tali tecniche offrono comunque un valido ausilio e sono di completamento e/o possono servire per verifiche incrociate con i prodotti operativi standard per le previsioni meteorologiche, alle informazioni ottenibili mediante radar meteo e alle misure delle reti pluviometriche.
In questo lavoro esporremo i risultati ottenuti applicando alcune tecniche per la stima delle precipitazioni al suolo mediante immagini METEOSAT nel canale infrarosso, al monitoraggio di tre eventi estremi di precipitazione intensa verificatisi in questi ultimi due anni in Sardegna.
Il lavoro è così organizzato: nel paragrafo 2 descriviamo le metodologie utilizzate, nel paragrafo 3 le situazioni sinottiche in corrispondenza degli eventi, nel paragrafo 4 i dati e nel paragrafo 5 analizzeremo i risultati ottenuti. Nel paragrafo 6 trarremo infine alcune conclusioni e daremo alcune indicazioni per ulteriori sviluppi del presente lavoro.
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