PREVISIONI METEO A 15 GIORNI E PREVISIONI STAGIONALI (SEASONAL FORECAST): IL LORO SIGNIFICATO SCIENTIFICO.

In questo articolo mostro la validità delle previsioni meteo a 15 giorni e delle previsioni meteo a 30 giorni: poiché si sente spesso parlare di previsioni miracolose a lungo termine, cerchiamo di fare chiarezza.

Previsioni stagionali (seasonal forecast) a cura di AccuWeather per l'inverno 2018.

Cominciamo subito col dire una cosa:

• Le previsioni a 30 giorni hanno valore scientifico?

NO, non hanno alcuna valenza scientifica, servono solo ad incrementare il flusso di visitatori di un sito web. Tutti i principali siti meteo hanno introdotto tale formula probabilmente a scopo di marketing, poiché la probabilità che il 30esimo giorno coincida con la previsione è ben inferiore al 10% (ricordo che la probabilità del 50% EQUIVALE a lanciare una monetina…)

• Le previsioni a 15 giorni invece sono valide?

Anche queste hanno scarsissima (se non nulla) valenza scientifica, proprio perché a partire dal settimo giorno (ma anche prima, a seconda dei casi) la probabilità di una previsione è veramente troppo bassa.

• Le previsioni stagionali?

Le previsioni stagionali hanno valore scientifico se prese CORRETTAMENTE. Cosa vuol dire? Autorevoli fonti scientifiche (NCEP, Climate Prediction Center, ECMWF, ecc.) elaborano proiezioni stagionali in base a indici teleconnettivi e a complessi calcoli probabilistici. Ecco un esempio di COME vanno lette le previsioni stagionali (FAC-SIMILE, non vale per il 2018):

1. il mese di dicembre potrebbe essere piuttosto vivace, con ingressi freddi alternati a periodi piovosi e miti;
2. il mese di gennaio avrà una componente continentale, con possibili ingressi da E/NE ma complessivamente secco;
3. il mese di febbraio, al contrario, potrebbe vedere l’alternarsi di saccature/gocce fredde e periodi anticiclonici;

• In generale possono valere le seguenti regole per una buona lettura delle previsioni stagionali

1. Si usa il CONDIZIONALE (non siamo nel campo delle certezze!)
2. NON SAPREMO MAI se il giorno 15 febbraio sarà mite, freddo, asciutto o piovoso, ma sappiamo che COMPLESSIVAMENTE E PROBABILMENTE febbraio sarà come descritto sopra
3. Le previsioni stagionali possono rivelare errori talvolta grossolani, quindi NON vanno in alcun modo prese per pianificare eventuali attività o vacanze
4. È inutile che i siti ammettano di essere infallibili, le previsioni stagionali hanno GROSSI MARGINI DI INCERTEZZA, ma sono le UNICHE (rispetto alle previsioni a 30 giorni e a 15 giorni) che hanno valenza scientifica.

Previsioni stagionali (seasonal forecast) a cura di AccuWeather per l'estate 2017: come sono state secondo voi?

• Ci sarà in futuro la possibilità di prevedere con precisione anche a un mese?

Premetto che una domanda simile non ha molto senso, ma provo a rispondere. Attualmente il limite superiore di previsione corretta è di 7-8 giorni se siamo in REGIME ANTICICLONICO, 1-3 giorni se è presente sul nostro Paese una saccatura o una goccia fredda. Personalmente reputo veramente improbabile che si arrivi a previsioni a 30 giorni, per il semplice fatto che esistono dei LIMITI FISICI. Così come c’è un LIMITE alla ricchezza, alla crescita, alle risorse (ma qui andiamo su un argomento etico e non meteorologico, anche se varrebbe la pena approfondire), esiste un LIMITE anche nella scienza e TALE DEVE RIMANERE.

La spiegazione più semplice è che una previsione a 30 giorni ha un’infinità di variabili, descritte da complessissime equazioni differenziali: i più potenti supercalcolatori riescono a risolvere con precisioni queste, ma ci sono due fattori da sottolineare

1. Siamo in presenza di un sistema di tipo “catastrofico”: in modellistica ambientale, tale sistema presuppone che a una piccola variazione di input (cioè le condizioni iniziali) ci sia una grossa variazione di output, ovvero ci sia una vera e propria catena di errori a cascata, che rendono vana la previsione a 30 giorni.
2. Le equazioni di Navier-Stokes NON hanno soluzione certa (questo argomento meriterebbe un intero articolo, mi limito a suggerirvi questo link (Wikipedia)

• Considerazioni sulle equazioni di Navier Stokes

Le equazioni di Navier Stokes sono le equazioni differenziali a derivate parziali che -allo stato dell'arte attuale- meglio descrivono il comportamento di un fluido dal punto di vista macrocopico (ovverosia visibile da un normale occhio). 

L’ipotesi fondamentale è che si possa considerare il fluido come continuo, cioè un sistema fisico macroscopico dove  si assume che la materia sia distribuita uniformemente e che riempia ogni spazio in maniera eguale. 

Le equazioni di Navier Stokes non hanno soluzione valida per tutti i casi, e ciò contribuisce al limite di predicibilità su scala temporale. Ulteriori approfondimenti saranno trattati in un articolo a parte.

L'immagine (cortesia di http://www.cefa.dri.edu/CFS/) mostra un'altra modalità di previsione stagionale: ivi, infatti, è raffigurato la stima dell'anomalia del geopotenziale [dam] a 500 hPa; ricordo ancora una volta che si tratta di STIME e non di certezze.

• Considerazioni conclusive sulle previsioni stagionali e previsioni a 15 e 30 giorni.

Premettendo subito il fatto che le previsioni a 30 giorni NON hanno valenza scientifica, molti utenti mi hanno chiesto il motivo per cui una previsione stagionale (che comprenda quindi un lasso temporale di 90 giorni) sia più scientifica di una a 15 giorni. L'apparente controsenso viene subito spiegato: la previsione a breve termine 3-5-7 giorni è una stima con un'ALTA probabilità di accadimento, mentre le previsioni stagionali sono delle "Linee-guida" su come possa essere un trimestre. Non solo, la previsione stagionale NON SCENDE NEI DETTAGLI, non dice cioè come sarà il giorno 7 gennaio o il giorno 21 febbraio, non potremo mai sapere con RAGIONEVOLE sicurezza se quei suddetti giorni siano miti, nebbiosi, piovosi, nevosi o ventosi; la previsione a breve termine, al contrario, CI DICE il tempo del giorno in esame con ottima probabilità, mentre NON DI DICE ALCUNCHÉ su come possa essere -ad esempio- il mese di dicembre.
Quindi, per concludere, le previsioni stagionali servono a cercare di capire se un mese (o una stagione) possa essere più freddo, più stabile o più perturbato (fanno cioè parte della CLIMATOLOGIA), mentre le previsioni a breve termine ci dicono con precisione che tempo ci sarà domani o dopodomani, e fanno parte della METEOROLOGIA.

P.S. un'ultimissima postilla: il meteorologo non è uno "stregone" o un indovino, ovverosia non si può dire che "ha azzeccato il tempo". Il tempo non si azzecca, si prevede: azzeccare vuol dire sfidare la sorte e indovinare un numero (al lotto, alla roulette, ecc.), in statistica si parla di variabile casuale. Il meteorologo prevede il tempo, con le conoscenze, la lettura carte e le eventuali incertezze e soprattutto con le competenze necessarie, fatti che lo distinguono da chi non lo fa come mestiere o discredita tale professione perché "tanto ci sono le app, sai subito che tempo ci sarà".


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Davide Santini Meteorology & Photography

Cosa sono i GRADI GIORNO?

A volte si sente parlare in ambito dei riscaldamenti dei gradi giorno.

• Ma cosa sono?

I gradi giorno sono per definizione la somma delle differenze positive giornaliere tra la temperatura dell'ambiente, fissata convenzionalmente per ogni Paese, e la temperatura media esterna giornaliera, estesa a tutti i giorni di un periodo annuale convenzionale di riscaldamento.

Formula matematica dei gradi giorno, cortesia di www.architetturasostenibile.it

• Come si calcolano i gradi giorno? 

In Italia si intende la temperatura interna fissata a 20°C e quella massima esterna misurata in un periodo di tempo prefissato. Ad esempio: se in una località ci sono 7°C di massima la somma gradi giorno (GG) sarà GG=20-7=13. La somma totale di tutti i gradi giorno annuali fa un numero compreso nelle fasce delimitate in tabella 1.

La tabella (cortesia Wikipedia) mostra i gradi giorno, il periodo di accensione dei riscaldamenti e il numero di comuni appartenenti alle varie fasce (dalla A alla F).

Come si può vedere la maggior parte dei comuni italiani (la metà) è nella fascia E, ovvero quella dei riscaldamenti accesi dal 15 ottobre al 15 aprile.Fra i comuni italiani, Sestriere, nel torinese, ha il valore di gradi giorno più alto con 5165 GG, mentre il comune insulare di Lampedusa e Linosa, nell'agrigentino, ha il valore di gradi giorno più basso con 568 GG.
 Un buon indicatore per vedere se un inverno è stato mite può essere quella del calcolo dei gradi giorno, anche se non è sempre una pratica scientifica, poiché la differenza che si calcola è tra temperatura interna e temperatura esterna media, senza tener conto delle eventuali fluttuazioni orarie. La pratica dei gradi giorno è un calcolo medio del consumo di energia per i riscaldamenti, non per vedere il trend della stagione fredda, anche se talvolta può comparire un legame stretto tra i due.

L’immagine (cortesia di www.mubiz.it/) mostra la somma totale dei gradi giorno per il suolo italiano: come si vede, buona parte del suolo della nostra Penisola appartiene alle zone “D” ed “E”.

• Considerazioni etico-ambientali

Concludo il mio articolo con un paragrafo poco meteo e molto ambientale: la temperatura media consigliata per un ambiente domestico è 20-21°C (chi riesce anche meno). Essa è utile per due motivi: 1) il corpo umano non ama i forti sbalzi termoigrometrici, pertanto si consiglia di abbassare ulteriormente i suddetti valori se si è sotto ondata di freddo 2) fa bene all’ambiente, perché LA PRIMA FONTE ENERGETICA È IL RISPARMIO ENERGETICO (prima di qualsiasi fonte alternativa e a maggior ragione nucleare o combustibile fossile…)

Il Giappone ha adottato misure di risparmio energetico notevolissime dopo Fukushima (ma ci voleva una catastrofe per pensarci?!?), con illuminazioni LED e risparmio di riscaldamento e raffrescamento. 
Una valida raccomandazione è che in inverno nei luoghi chiusi pubblici si tenga la temperatura a 16-17°C e d’estate si accendano condizionatori solo se la temperatura interna non supera i 28°C (abitazioni comprese). La realtà è ben diversa e secondo me è VERGOGNOSO che ci siano metropolitane e treni freezer in estate (da avere i brividi coi golf…) e centri commerciali con gli inservienti in canottiera in gennaio (!). 
Il mio consiglio? Evitate acquisti dove le temperature non sono idonee (io direi pure, evitate gli acquisti inutili nei centri commerciali, ma se proprio è necessario fatelo almeno in luoghi dove si usa il cervello).  

QUANTO SI È SCALDATO L'AUTUNNO? DATI, RICOSTRUZIONI E CONSIDERAZIONI PER IL NORD-OVEST ITALIANO.

In questo articolo mostro come l’autunno sia stata la stagione che mediamente si è scaldata di meno a livello regionale (Nord-Ovest italiano).

I dati proposti dal Centro Geofisico di Varese, dall’Osservatorio di Moncalieri (cortesia di Nimbus) e pure dal mio Lavoro di Laurea hanno infatti mostrato questa teoria. 

L’autunno è la stagione dove regna (o dovrebbe regnare!) il regime atlantico, composto da lunghi periodi perturbati e grigie giornate di pioggia. 

• 1) Ma allora, dal punto di vista qualitativo,  di quanto si è scaldato l'autunno?

     Prima di proporre una modalità scientifica, espongo subito alcune considerazioni:

•  Questo tipo di tempo è mite e con scarse escursioni termiche giornaliere;
• L'oceano atlantico ha subito un riscaldamento molto meno marcato rispetto alle terre emerse (infatti non è antropizzato!);
• L’autunno è una stagione scarsamente stabile, pertanto le lunghe fasi anticicloniche sono assai rare (l’esempio del novembre 2015 è stato veramente eccezionale);
• Al tempo stesso le ondate di gelo (intese come freddo duraturo, almeno una settimana di brinate) non sono quasi mai state presenti, infatti le prime gelate sono state spesso a metà/fine novembre (sono state anche in ottobre, ma pochissime volte in un secolo)

• 2) Come dimostrare quanto si sia riscaldato l'autunno?

Dalla mia ricostruzione climatica proposta nel mio lavoro di Laurea Magistrale, ho potuto analizzare l’aumento medio secolare del punto di griglia: con un Confidence Level > 99% (dato tecnico statistico), il cuore della Pianura Padana ha subito il seguente riscaldamento.

In figura ho mostrato il lavoro di questo articolo: ho suddiviso in cinquantenni il periodo considerato (1864-2013) e successivamente calcolato la media di ogni cinquantennio per tutte le stagioni secondo la anomalia 1981-2010. A titolo di esempio il periodo 1914-1963 in PRIMAVERA ha registrato un’anomalia di -0.31°C rispetto alle PRIMAVERE del periodo 1981-2010: il periodo 1864-2013 in AUTUNNO ha registrato un’anomalia di -0.83°C rispetto agli AUTUNNI del periodo 1981-2010 e così via. Infine ho calcolato il divario termico tra il cinquantennio più freddo (1814-1863) e quello più caldo (1964-2013) per OGNI stagione, col risultato espresso in grassetto.

• Qual è il risultato del mio lavoro?

Come si vede dalla tabella (e anche da un mio precedente articolo), la stagione che si è scaldata di più è stato l’INVERNO, dato confermato sia cinquantennio per cinquantennio, sia secolo per secolo: gli inverni del periodo 1981-2010 e in particolare quegli degli anni 2000 sono decisamente meno rigidi rispetto a quelli del 1800.

Al secondo posto c’è l’estate e molto più staccate ci sono le stagioni intermedie, ovvero primavera e autunno. È utile notare come ci sia OLTRE MEZZO GRADO tra le anomalie semisecolari dell’inverno e quelle dell’autunno, un valore veramente notevole! Inoltre si può vede che gli inverni della prima metà del’800 fossero molto più rigidi di tutte le altre stagioni, rapportate ovviamente alle anomalie attuali, mentre gli autunni erano anche all’epoca discretamente miti. Infine notare come l’autunno sia sempre stata la stagione con le anomalie meno marcate rispetto a oggi, in qualunque cinquantennio.

Andamento termico della stagione autunnale per il punto di griglia (Lat,Lon)=(45°x45°), corrispondente al valor medio della Pianura Padana: è evidente anche qui il riscaldamento dell'autunno degli ultimi decenni, ma meno marcato rispetto alle stagioni calda e fredda.
Preciso un fatto: le temperature degli autunni del 1800 (e in parte anche di primi decenni del XX secolo) sono calcolate tramite tecniche di interpolazione punti e omogeneizzazioni dati (spiegati in QUESTO MIO ARTICOLO), pertanto hanno valori sicuramente meno precisi rispetto agli anni recenti. Ciò non toglie IN ALCUN MODO che il riscaldamento della stagione autunnale sia presente, soprattutto se prendiamo in esame gli anni 2000, come ho mostrato nella seguente figura.

La figura mostra il riscaldamento autunnale a livello europeo del periodo 2000-2015 (quindi di tutti gli autunni degli anni 2000) rispetto alla media 81-10 dei medesimi. Si noti come, a livello europeo (quindi continentale) ci sia stato un forte riscaldamento nelle aree continentali, ragion per cui gli autunni (e anche gli inverni) sono sempre più miti in quelle aree (Russia e aree Eurasiatiche), con conseguente minor numero di incursioni fredde (come ho spiegato IN QUESTO MIO LAVORO).

SOME METEOROLOGICAL PHOTOS OF DAVIDE SANTINI

• What I want to show in this article? 

In this short article I'll show you some of my meteorological picture.

I am an amateur photographer, but I know the technical principles of panoramic photography.
I always snap outdoors, large views and landscapes: all these foto are in "full manual" set-up.
Enjoy with my recent shoots!

Isolated tree nearby Milan: 

21 mm 1/500 f/11 ISO400

Intense colors in Autumn:

18 mm 1/320 f/6.3 ISO200

The beauty of Como Lake (Lecco):

19 mm 1/500 f/11 ISO400

The Super-Moon:

300 mm 1/500 f/9 ISO100 exp(-0.7)

• I hope you enjoyed my meteorological photos: these are some example only, but I swill show you lots of my photo slowly. In this website, I alternate meteorology article and meteorological photos.

OMOGENEIZZAZIONE DATI IN METEOROLOGIA: UN AMBITO POCO CONOSCIUTO MA FONDAMENTALE

Una branca della meteorologia poco nota alla gente comune è l’omogeneizzazione dati, un lavoro molto complesso e delicato che ha il compito di validare qualsiasi dato meteorologico del passato (recente e remoto) e uniformarlo agli standard attuali. Come è facile intuire, nel 1800 non esisteva proprio una scienza simile, né si ponevano le attenzioni su come effettuare misure.

Per ricostruire con precisione il clima dei decenni (e secoli) scorsi bisogna ovviamente comparare le modalità di analisi dati dell’epoca e quelle di oggi (lo standard attuale è proposto nel seguente link).

Si tengano presenti le seguenti cose:

1) due secoli fa le stazioni meteorologiche erano in numero estremamente inferiore a oggi (ad esempio nel 1850 erano solo 8 in tutta Italia!)

2) la strumentazione dell’epoca era molto più carente rispetto a oggi: non esisteva il concetto di “stazione meteorologica”, pertanto le misure consistevano in un termometro (a bulbo, non certo elettronico!), un pluviometro (manuale, non automatico!) e al più un barometro (ma non si usava l’hPa come unità di misura, ma i mmHg nati grazie all’invenzione di Torricelli)

3) termometri e pluviometri non avevano una taratura né una portata come gli strumenti odierni (non avevano, cioè, la precisione del decimo di grado o decimo di mm), pertanto le stime erano più grossolane e tutte visive (era infatti l’operatore se scegliere di scrivere 10.4 o 10.6°C, oppure scriveva semplicemente 10°C)

4) ultimo ma non ultimo, la meteorologia dell’epoca NON era affatto una scienza affidata a professionisti, bensì ad agricoltori o operatori, del tutto ignari di metodo scientifico, che venivano SALTUARIAMENTE a controllare i dati delle stazioni, soprattutto se fossero ubicate fuori dai centri urbani: non solo, questi utenti non venivano necessariamente tutti i giorni e non è detto che analizzassero con precisione la Tmin e la Tmax: loro, infatti, venivano in un orario prestabilito (dove ragionevolmente ma non sicuramente ci fossero le Tmin e Tmax) e segnavano il dato, così come non si svegliavano ogni notte che pioveva e svuotavano il pluviometro alle 23:59, ma lo facevano il giorno dopo, con possibili sovrastime che mai potremo analizzare con certezza.

Attualmente esistono diverse tecniche di omogeneizzazione dati: avviso subito che si tratta di modalità avanzate, studiare da veri e proprio professionisti del settore (matematici, fisici, ricercatori…) e pubblicate nei più approfonditi saggi scientifici. In altre parole, questo è un compito per scienziati che hanno una profonda conoscenza matematica; cito a tal proposito la mia “bibbia” in materia, l’opera monumentale “Wilks - Statistical methods in the atmospheric sciences”, un saggio di 600 pagine che approfondisce in maniera davvero esaustiva e tecnica tutta la scienza dell’omogeneizzazione dati della climatologia statistica (lo so, è costoso ed è in lingua inglese, ma è un'opera monumentale che posseggo e consiglio a chi voglia approfondire l'argomento).

I problemi principali che sorgono nell’omogeneizzazione dati sono i seguenti:

• 1)      Spostamento della stazione meteo (anche di pochi metri!)
• 2)      Costruzione nei paraggi di edifici di qualsiasi tipo, cementificazione e rivalutazione terreni (compresa la nascita di fusti arborei e piante nelle strette vicinanze della stazione)
• 3)      Traslazione della stazione meteo in un comune successivamente inglobato in un altro comune
• 4)      Comparazione tra diverse unità di misura di temperature, precipitazioni, pressione ecc.
• 5)      Anni dove i dati sono incompatibili (es. 100 mm a Milano e 5 a Pavia in inverno è plausibile? No! E come si agisce? Si validano i dati o no? E il mese o l’anno sono regolari o no? Sono tutti problemi frequenti)
• 6)      Anni o decenni dove i dati sono mancanti oppure dove sono marcati errori di trascrizione (35°C ad Aprile? Non è più probabile che siano 25°C? Cosa teniamo? 35 o 25? La media cambia!)

I problemi principali di validazione dati vengono risolti con la tecnica dell’interpolazione punti tra stazioni, della media pesata, del Test di Craddock, dell’indice di Correlazione di Pearson, dell’analisi taratura e bontà dei dati delle singole stazioni ecc.

Un altro problema possibile è la validità di un eventuale dato pluviometrico con errori di trascrizione: se ad esempio a Milano sono piovuti 100 mm in un determinato giorno e a Pavia ne sono caduti 10 è ragionevolmente un errore se siamo in inverno (possibile errore di trascrizione), mentre non possiamo dire nulla se siamo in estate, infatti è capitato in diverse occasioni che questi cumulati potessero essere reali. In altri anni, invece, è capitato di non avere alcun dato per 30 giorni e il 31º giorno di registrare 75 mm: questo è il cosiddetto errore da cumulato, poiché l'operatore non è mai venuto a svuotare il pluviometro per l'intero mese e ha trascritto solo il valore totale mensile. Come è facile capire, non potremo mai sapere come sono stati distribuiti questi accumuli, ma soltanto che quel particolare mese ha avuto un valore complessivo di 75 mm: ciò è utile ai fini statistici per quanto riguarda gli accumuli annuali e mensili ma ovviamente non per quelli giornalieri, infatti nulla ci toglie che quei 75 mm potessero essere distribuiti in 15 giorni di pioggia oppure tutti caduti in due ore di violento nubifragio. Questo problema è di ordine maggiore se attorno alla stazione considerata non ce ne siano altre nel raggio di decine di km: a inizio ‘800, come detto sopra, le stazioni meteo italiane erano meno di una decina e la tecnica della correzione da interpolazione con altre stazioni non è plausibile (Milano e Torino possono avere termiche e accumuli mensili ben diversi, anche nello stesso mese!): in questo caso gli anni meteorologici sono affetti da errori piuttosto grossolani.

Infine un altro problema: come erano disposti i termometri? C’è una differenza di taratura tra bulbo ed elettronico (infatti ci sono opportuni coefficienti correttivi), ma NULLA POSSIAMO FARE in caso di termometro esposto al sole, non ci sono tecniche scientifiche univoche che permettano di analizzare la sovrastima sicura. In questi casi si utilizza un metodo di omogeneizzazione su lungo range, ovvero si fa una media annuale della stazione e successivamente si calcola la media coi coefficienti matematici correttivi. 

In poche parole riusciamo -con ragionevole sicurezza- a calcolare con precisione se quel anno (ad es. il 1827) sia stato più caldo o freddo rispetto alla media 1981-2010, ma non sapremo mai se si sono battuti record termici giornalieri.

È facile capire che, alla luce di questi problemi esposti nel mio articolo, la ricostruzione climatica dei secoli passati è alquanto problematica ed è quasi impossibile dare stime precise: la validazione dei dati dei primi decenni del 1800 ha portato a notevoli approssimazioni, soprattutto sui valori pluviometrici (meno quelli termici perché l’errore tra la lettura dell’orario compatibile della temperatura massima e la massima effettiva è di pochi decimi di °C): vi sono stati anni, infatti, dove l’incertezza pluviometrica raggiunge il 10% (sovra o sottostima di 80 mm su una media di 900 non è raro…).

A questo punto sorge spontanea una domanda: il riscaldamento del pianeta è solo una ipotesi? NO: il riscaldamento globale (e italiano) c’è ed è INEQUIVOCABILE, anche con queste tecniche, non sappiamo quantificare con precisione al millesimo di grado (come si fa oggi), ma comunque, nonostante le incertezze più o meno grossolane, pare ragionevole la sicurezza che il riscaldamento globale sia presente dal 1800 a oggi. Nonostante ci siano persone (anche potenti...) che lo neghino, il global warming è un fenomeno SCIENTIFICAMENTE ACCERTATO E DIMOSTRATO.

Per concludere, il riscaldamento globale si basa su stime e dati DECENNALI E/O SECOLARI E NON SUI SINGOLI ANNI: le ondate di calore sono sempre esistite ma in misura minore rispetto agli ultimi decenni e lo stesso vale all’inverso per l’inverno.

Per chi vuole approfondire, propongo due letture di facile comprensione (in lingua italiana).

IL VENTO DI CADUTA: L'EFFETTO FOHN-STAU, SPIEGAZIONI E CONSIDERAZIONI.

Il vento di caduta è una massa d'aria che, dopo aver scavalcato un ostacolo (come una catena montuosa), scende rapidamente nelle valli sottostanti con le seguenti caratteristiche:

• sensibile aumento di temperatura della massa d’aria “caduta”
• bassissimi tassi di umidità relativa
• condizioni di cielo pressoché sereno (o al più con scarsa cumulogenesi in primavera)
• aria molto limpida e tersa, con ottima o eccellente visibilità

•  Ma come si origina il vento di caduta?

Quando la suddetta massa d'aria incontra un ostacolo montuoso tende a salire di quota per effetto dello sbarramento orografico, si raffredda e condensa, e genera si forma un “muro di nubi” lungo il crinale (precipitazioni da Stau o "sbarramento").
Una volta raggiunta la sommità della catena montuosa l'aria, (che ricordo essere un FLUIDO, quindi valgono le leggi dei fluidi) è costretta a scendere per gravità lungo il versante opposto della montagna, acquistando velocità via via maggiori e generando attrito tra fluido e solido (la catena montuosa).
 

La figura (cortesia di MeteoLanterna) mostra schematicamente l’effetto stau/fohn: aggiungo che il delta termico tra lato sopravento e sottovento può superare i 10°C e l’umidità passare da 100% a 15%.

• Quali sono le tipiche configurazioni da Favonio nel Nord-Ovest italiano?

1)      Ingresso freddo da nord: ammasso di nubi e piogge forti in Svizzera, cielo limpido e clima secco in Pianura Padana
2)      Ingresso umido da sud: piogge da sbarramento sulle zone prospicienti le Alpi e venti di caduta in Svizzera
3)      Correnti da Ovest-NordOvest tipiche di Maestrale, dove ci sono intense precipitazioni in Francia e favonio in Piemonte
 

• Nel caso della Pianura Padana, quando si crea il favonio?

1)      Ingresso freddo da N/NO (le condizioni migliori, con forti raffiche di vento freddo e visibilità eccezionale
2)      Goccia fredda in quota, con correnti da N
3)      Effetto favonico: leggero vento di caduta si può instaurare allorquando le isobare siano perpendicolari (o quasi) alla Catena Alpina; non vi è un ingresso freddo, poiché sono proprio le masse d’aria stabili (anticicloni) che momentaneamente provocano il favonio (queste sono condizioni molto locali)
L’effetto favonico in realtà non nasce da ingressi freddi, ma anzi si origina da masse d’aria calda: un celebre esempio è stato il caldo dell’8-9 aprile 2011, fenomeno studiato in QUESTO MIO ARTICOLO.

Satellite del 22 ottobre 2014 (cortesia di Sat24, ripreso dal Centro Geofisico Prealpino). Immagine veramente stupenda, che mostra un eccezionale caso di favonio, originato da severe correnti da nord (anche 80 km/h in pianura, 130-150 sui 1000-2000 mslm!): si noti l’ammasso di nubi che ricopre l’intera Svizzera e tutto il Settentrione con aria limpida e senza una nuvola. Questo ingresso l’ho potuto ammirare personalmente dalle Alpi e ricordo che da Brunate (CO) si riusciva a vedere nitidamente l’Appennino: ho stimato una visibilità di oltre 300 km!!

 

La figura (cortesia del CML) mostra le umidità relative di tutte le stazioni lombarde alle ore 14.56 del 24 aprile 2016: le aree con colori rosso-arancione-giallo sono interessate da favonio; si può vedere come l’umidità relativa scenda fin sotto il 20% nelle suddette aree.

La figura (cortesia di AsMER - EmiliaRomagnaMeteo) evidenzia come la regione sia letteralmente spaccata in due: l’Emilia sotto piogge battenti e cielo coperto, la Romagna con il cosiddetto “Garbino”, il vento di caduta appenninico. Si notino differenze termiche di oltre 10°C a parità di quota e gradiente termico impressionante sulla città di Bologna: 10°C a ovest, 18°C a est!

TRASMISSIONE DEL CALORE: LE TRE MODALITÀ

• Per trasmissione del calore si intende il trasferimento di calore (inteso come energia termica) tra due sistemi, dovuto ad una differenza di temperatura tra di essi. Se durante tale processo non viene prodotto calore, oppure se i sistemi sono isolati, il calore ceduto da un sistema viene acquistato dal secondo sistema, in accordo con la legge di conservazione dell'energia (secondo cui l’energia totale di un sistema isolato non varia nel tempo, ma si trasforma). Si tenga presente che il trasferimento di calore è per convenzione dal corpo più caldo a quello più freddo, ovverosia da quello nel quale le molecole hanno una maggiore energia cinetica verso quello dove ne hanno di meno.

• Le modalità di trasmissione del calore in fisica sono tre:

1. CONDUZIONE: avviene quando si è in presenza di un gradiente di temperatura in un mezzo stazionario, solido oppure fluido. Essa è originata dall'attività molecolare e atomica, infatti è spiegabile come un trasferimento di energia dalla particella di materia più energetica a quella minore. Esempi di conduzione sono il calore di una fiamma che scalda la superficie di una pentola, oppure un cucchiaino di metallo che si surriscalda se introdotto in acqua bollente.
2. CONVEZIONE: avviene quando la trasmissione di calore si ha tra una superficie e un fluido in movimento. Si noti bene che questa modalità è assente nei solidi e trascurabile per sostanze visco-elastiche, mentre è predominante per i fluidi. Essa è causata da un gradiente di pressione e dalla forza di gravità e caratterizzato da moti di circolazione interni al fluido. È facilmente intuibile che la convezione è la forma più comune di trasmissione del calore in atmosfera, infatti i moti convettivi sono alla base del ciclo dell’acqua.
3. IRRAGGIAMENTO: avviene quando si è in presenza di due superfici a differente temperatura, tramite emissione di energia sotto forma di onde elettromagnetiche. Questa è l’unica modalità che esiste anche senza la presenza di un mezzo interposto, ovvero con le due superfici in questione separate dal vuoto. Essa è fondamentale per quanto riguarda il nostro pianeta, che è scaldato dai raggi solari grazie proprio all’irraggiamento. 

• ESEMPIO DI CONDUZIONE TERMICA (cortesia di wikipedia)
  
• ESEMPIO DI CONVEZIONE (cortesia di wikipedia)
  
• ESEMPIO DI IRRAGGIAMENTO (cortesia di wikipedia) 
  

Il tornado di Milano del 23 maggio 2016 - Tromba d'aria Milano - (Milan Tornado, May 23th 2016) - Tornado Milano maggio 2016

Attorno alle 17 del 23 maggio 2016 si è sviluppata una tromba d'aria nelle vicinanze di Milano.

I comuni più colpiti da questo evento sono stati Carpiano e Landriano, sebbene sia stata classificata da molti utenti come "tromba d'aria a Linate" e "tromba d'aria a Melegnano".

In questo articolo userò l'alternanza dei termini "tornado" e "tromba d'aria" per indicare il fatto che sono sinonimi. 

(Si veda anche QUI, un'autorevole guida sulle differenze tra fenomeni vorticosi e downburst)

• Foto 1: primo stadio (funnel cloud)

La foto mostra il tornado in formazione: qui -a dire il vero- non si può parlare di tornado, poichè non ha ancora toccato il suolo. Questo è un funnel cloud, che talvolta può sfociare in tromba d'aria (proprio come è successo il 23 maggio 2016 nel Milanese).

Maggiori approfondimenti sul "funnel cloud", a cura di A. Gobbi.

• Foto 2: funnel sempre più pronunciato

Il cono tornadico continua ad abbassarsi...

• Foto 3: tornado vero e proprio.

Questo è un tornado vero e proprio, infatti il cono ha toccato il suolo ed è cominciata l'aspirazione di materiale dal suolo.

• Fase 4: tromba d'aria senescente

Questo è l'ultimo step del tornado, infatti è il momento in cui comincia a sfaldarsi, termina il risucchio di materiale e la struttura diventa più sottile, fino a scomparire.

• Ed ecco un video della tromba d'aria!

• E per concludere...

Vi mostro alcuni link su questo fenomeno vorticoso: non ho messo volutamente le testate sensazionalistiche, poichè NON si è trattato di un tornado violento (o severo), ma di un possibile fenomeno della Pianura Padana.

Le trombe d'aria NON sono rarissime in Pianura Padana. 

Volete vedere un fenomeno tornadico VERAMENTE ECCEZIONALE?

Il Tornado di Dolo e Mira (VE) dell'8 luglio 2015 (link QUI, cortesia di A. Gobbi) QUESTO è un fenomeno severo!

• Link al tornado di Milano del 23 maggio 2016

1. Ottimo articolo di G. Campagnoli;
2. Alcune foto prese dal forum di MeteoDue
3. Articolo di 3bmeteo, a cura di L. Badellino
4. Anche MeteoGiuliacci ne ha parlato (cortesia di A. Raggini)
5. Un video di YouReporter
6. Altro video, pubblicato su un sito estero
7. Il Giorno

• Altre foto di quel memorabile evento:

Copyright: Mirko Boiocchi

Copyright: Sasha Todorych