Radiosondaggi atmosferici: cosa sono e a cosa servono

Anche nella moderna era dei satelliti, i dati dai palloni sonda, chiamati anche radiosondaggi, sono cruciali per la previsione meteorologica.

Queste stazioni sono definite anche stazioni meteorologiche in quota, termine che sta a significare che raccolgono dati a varie quote dell’atmosfera, dal suolo fino a oltre 20 km di altezza. I dati raccolti dalle radiosonde confluiscono nella rete meteorologica mondiale dell’Organizzazione Meteorologica Mondiale (WMO).

Sono dati fondamentali per inizializzare i modelli, per la qualità dell’aria per la previsione aeronautica, per la stima del limite delle nevicate e per valutare l’instabilità temporalesca, solo per fare alcuni esempi.

Radiosonde e palloni

Il sistema strumentale alla base di queste importanti misure è basato anzitutto su un grosso pallone, del tutto simile a quelli dei bambini. Il pallone, del diametro di circa 2 metri o più a seconda del tipo di sonda, viene gonfiato solitamente ad elio, gas nobile molto leggero che consente così di innalzare fino a oltre 20000 m, una volta rilasciato, il pallone e la radiosonda. L’idrogeno sarebbe di per se più vantaggioso, in quanto più leggero ed economico, ma è molto pericoloso in caso di scoppio del pallone a terra.

La radiosonda, nella versione base, la più diffusa, misura temperatura, umidità e pressione. I dati di vento e di altezza vengono poi calcolati tramite un sistema di posizionamento, solitamente al giorno d’oggi l’americano GPS alla base dei navigatori che ormai tutti usiamo.

Fra sonda e pallone viene posto un paracadute, il pallone infatti a una certa quota scoppia e ricade al suolo. I dati della radiosonda vengono inviati a un apposito ricevitore e computer, e da qui diffusi in un formato standard WMO detto TEMP.

Le stazioni di radiosondaggio

Sono 1100 circa al giorno d’oggi le stazioni meteorologiche in quota, che lanciano palloni sonda. Molte sono presso aeroporti, e in ogni caso il lancio deve essere autorizzato e notificato agli aerei tramite apposito messaggio aeronautico NOTAM.

Fino a pochi anni fa l’operazione di lancio era manuale, dal gonfiaggio al rilascio del pallone, oggi molte stazioni dispongono di complessi sistemi di lancio automatici. Un macchinario gonfia il pallone, aggancia sonda e paracadute e anche uno schermo radar per gli aerei, rilascia il pallone sonda.

I lanci vengono eseguiti alle cosiddette ore sinottiche, ovvero 00, 06, 12, 18 ora UTC (l’ora del meridiano di Greenwich). Alcune stazioni, e alcuni enti di ricerca, inviano anche radiosonde con sistemi di misura di altri parametri o di inquinanti, o dell’ozono stratosferico. Sono sonde più pesanti che salgono con palloni enormi, anche di 3-4 metri di diametro.

L'uso dei dati: il diagramma termodinamico

I dati confluiscono al sistema di assimilazione dei principali modelli, incluso quello che vedete nel nostro sito dell’ECMWF. Senza questi dati, i modelli perderebbero di precisione notevolmente, come è successo durante il lockdown quando alcune stazioni avevano sospeso i radiosondaggi.

Vengono qui rappresentate la temperatura e la temperatura di rugiada in funzione della pressione, con a fianco la quota geopotenziale, il vento rappresentato con vettori è una serie di linee utili al calcolo di vari parametri.

Da questo diagramma si possono ricavare indici temporaleschi, lo zero termico, la presenza di inversioni termiche, le zone a rischio di turbolenza in aria chiara (CAT).

In estate ad esempio dagli indici temporaleschi si può stabilire il tipo di temporale più probabile, se multicella o super cella, la stima di dimensione della grandine, l’acqua precipitabile e il rischio di tornado. In inverno grazie ai radiosondaggi si può poi affinare localmente la previsione neve, nel raggio di circa 200 km dalla stazione di radiosondaggio.

Che fine fa la radiosonda dopo l’esplosione del pallone?

La salita del pallone dura circa due ore, dopodiché salvo guasti o rotture precoci del pallone a 20-30 km il pallone scoppia e ricade al suolo rallentato dal paracadute. Le radiosonde col relativo pallone possono viaggiare con grande distanza, sospinte dalle correnti presenti alle varie quote.

Radiosonde sperimentali lanciate da Verona nel progetto Map 1999 dall’Osservatorio Geofisico di UNIMORE furono trovate in foreste in Germania e Austria, a Venezia e in Umbria.

Se ritrovate, le radiosonde possono essere restituite tramite la targhetta che vi è apposta, ma raramente sono riutilizzabili in quanto nella caduta si danneggiano. Le sonde sono costituite di materiale innocuo, solitamente le batterie non sono alcaline ma a sali, meno dannose per l’ambiente.