Prevedere la pioggia, perché è così difficile?
La previsione delle precipitazioni è senza dubbio uno dei maggiori grattacapi per i meteorologi. Ecco alcuni difetti che esistono ancora e come vengono rilevati.
È ancora "rischioso" fare scommesse quando si tratta di previsioni di pioggia. Inoltre siamo sempre più esigenti, non ci accontentiamo di sapere se pioverà ma vogliamo conoscere il momento esatto e una ubicazione ben precisa delle precipitazioni. In questo articolo spieghiamo brevemente come viene valutata la previsione e quali sono alcuni errori che ancora esistono.
Come si valida la precipitazione?
In generale, in una validazione si confronta la media all'interno di un quadrato della maglia del modello (che può essere di 10 km2) con i dati di una stazione meteorologica e si calcola, ad esempio, il bias (dati simulati meno dati osservati). Pertanto, dobbiamo essere consapevoli che questo fatto genera discrepanze di per sé.
La convalida delle precipitazioni è più complessa di altre variabili come la temperatura e il vento e richiede la valutazione di statistiche diverse (ad esempio il punteggio Brier). Il numero di stazioni è critico poiché possiamo scoprire che piove in una regione molto localizzata molto più piccola della dimensione della maglia del modello. L'ECMWF combina i dati delle stazioni SYNOP con i dati dell'European Climate Assessment&Data (ECA&D). Quindi ad esempio per la Spagna c'è all'incirca una stazione ogni 25 km.
Alcuni errori che persistono
Ecco a seguire alcuni errori che possono interessare la nostra area, basati sulle ricerche dell' ECMWF.
- Come si può vedere dalle immagini radar, le celle temporalesche si muovono durante il loro ciclo di vita. Tuttavia, per alcuni modelli questo tipo di pioggia è istantaneo in un punto e non è programmato per diffondersi. Questo tipo di piogge si formano solitamente sul mare ma non sono in grado di muoversi verso l'interno. Ciò riduce le precipitazioni stimate in alcune località sulla terraferma di oltre 10 mm. Maggiore è il vento, più lontano dovrebbe andare la cella temporalesca e maggiore sarà l'errore.
- Sottostima delle precipitazioni orografiche. I modelli danno meno precipitazioni a causa delle caratteristiche del terreno poiché questa è la media all'interno di un quadrato. Vengono sottostimati sia il rinforzo delle precipitazioni sopravvento, che l '“ombra orografica” sottovento dove le precipitazioni sono significativamente inferiori. Questo errore è maggiore quanto più grossolana è la risoluzione spaziale del modello. Ad esempio, sarebbe da aspettare che questo errore sia maggiore in un modello con una risoluzione spaziale di 50 km rispetto a uno di 10 km.
- Sottovalutazione delle precipitazioni convettive estreme. Sempre a causa dei limiti della discretizzazione spaziale dei modelli, troveremo sempre che danno precipitazioni estreme inferiori alla realtà. Tuttavia, se siamo in grado di avere più stazioni all'interno dell'area discretizzata e facciamo una media, i risultati sono molto simili.
- Nelle regioni aride i modelli prevedono l'attività convettiva durante il giorno con densità di fulmini ma senza pioggia, e si parla di temporali secchi. Tuttavia, vengono registrate piogge localizzate che coprono una piccola regione più piccola della dimensione della maglia del modello. Secondo gli scienziati, ci sono due "sospettosi" comuni per un tale errore:
- Il CAPE (energia potenziale disponibile per la convezione) è relativamente basso in questa situazione e la precipitazione prodotta è piccola in modo che evapori prima di raggiungere la superficie.
- L'evaporazione della pioggia dipende dalle dimensioni delle gocce. Alla base della nuvola, se l'aria è secca e le goccioline sono piccole, queste evaporano prima di raggiungere la superficie.