Utilizzo di indicatori della convezione atmosferica ai fini della previsione a breve termine dell’intensità della precipitazione, mediante dati acquisiti con il sensore satellitare MSG-SEVIRI Rapid Scan
L'elevato numero di fenomeni di precipitazione estrema a carattere convettivo rappresenta una minaccia crescente per la società, poiché questo genere di temporali, spesso accompagnati da grandine, forti venti e fulmini, può portare ad inondazioni improvvise, con drammatiche conseguenze socio-economiche. Un aspetto cruciale nella previsione di tali eventi è inoltre la valutazione del loro potenziale in termini di intensità delle precipitazioni, finalizzata a fornire altresì metodi per prevenire falsi allarmi.
L’evoluzione di questi fenomeni avviene in tempi molto brevi e su aree spaziali localizzate. A volte la loro previsione con i modelli meteorologici non è sempre accurata e tecniche integrative sono necessarie per individuare l’esatta collocazione spazio-temporale di questi eventi. Il Nowcasting (previsione a breve termine da 0 a 6 ore) in tal senso rappresenta uno strumento essenziale per ridurre questo gap e per diramare allerte su eventi meteorologici estremi. In particolare gli algoritmi di nowcasting si basano sull'utilizzo di dati eterogenei (multi-sensore, multi-spettrale, multi-piattaforma), relativi alle varie regioni spettrali e con differenti risoluzioni spazio-temporale. Inoltre, l'utilizzo integrato di dati provenienti da piattaforme diverse (es. dati telerilevati da satellite con dati radar) può risultare particolarmente utile per aumentare la risoluzione spazio-temporale con cui si predice l'evento, nonché la confidenza ed il tempo di preavviso della previsione stessa. Quest'area di studio è di grande interesse nella comunità scientifica e ad oggi c'è ancora bisogno di ulteriori studi in questa direzione.
In questo lavoro di ricerca vengono esplorati ulteriori metodi per valutare la potenziale intensità delle precipitazioni conseguenti ad eventi convettivi, individuando indicatori che forniscano informazioni su questo aspetto e che supportino gli strumenti convenzionali di nowcasting, consentendo dunque di discriminare gli eventi convettivi che portano a piogge intense da quelli che causano deboli precipitazioni.
A tal proposito, è stata esplorata l’abilità di diversi indicatori dell’inizio della convezione atmosferica (basati su osservazioni da satellite nella regione spettrale dell’infrarosso) per distinguere eventi convettivi che danno luogo a precipitazione scarsa da quelli che invece portano a piogge intense. Le due tipologie di precipitazione vengono individuate in base alle precipitazioni cumulate orarie, rispettivamente inferiori a 10 mm e superiori a 30 mm. L'analisi è stata condotta su un dataset rappresentativo di 92 eventi di precipitazione intense e deboli raccolti nella penisola italiana nel periodo 2016–2019 nel periodo giugno-settembre. Gli eventi selezionati sono di breve durata e localizzati spazialmente, ed il dataset è stato raccolto mediante i dati della Rete Nazionale Radar.
A seguito di un’analisi condotta su indicatori ottenuti dalle informazioni spettrali misurate con il servizio di scansione rapida (RSS) Spinning Enhanced Visible and InfraRed Imager (SEVIRI) a bordo dei satelliti geostazionari Meteosat di seconda generazione (MSG), si è evidenziato che alcuni di questi indicatori di inizio della convezione atmosferica offrono informazioni rilevanti sull'andamento futuro delle precipitazioni, consentendo di discriminare gli eventi di precipitazione intensa da quelli caratterizzati da scarsa precipitazione.
Sulla base di una diagnosi preliminare, si è individuato uno schema a soglia basato sui tre indicatori più rilevanti, la cui combinazione massimizza l’accuratezza della previsione e minimizza la probabilità di falsi allarmi, consentendo dunque di distinguere eventi di precipitazione debole ed intensa con un tempo di preavviso elevato.
L’approccio descritto in questo lavoro costituisce uno strumento utile per integrare e supportare altri metodi di nowcasting e può essere considerato in un quadro di previsione operativa. Infatti, la previsione delle tempeste sul territorio italiano potrebbe trarne vantaggio poiché i risultati di questo lavoro possono contribuire al miglioramento dell’esatta previsione della collocazione temporale e spaziale degli eventi di precipitazione (circoscrivendo ulteriormente il tempo e l’area potenziali di occorrenza), ed in secondo luogo potrebbe aiutare a limitare i falsi allarmi, anch'essi un problema tipico per la previsione dei temporali convettivi.
Figura: Distribuzione spaziale del dataset di eventi convettivi di precipitazione intensa (sinistra) e debole (destra) in Italia, nel periodo giugno-settembre tra il 2016 ed il 2019.
Per informazioni
Donatello Gallucci, CNR-IMAA, Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.
Approfondimenti
Gallucci, Donatello; De Natale, Maria Pia; Cimini, Domenico; Di Paola, Francesco; Gentile, Sabrina; Geraldi, Edoardo; Larosa, Salvatore; Nilo, Saverio T.; Ricciardelli, Elisabetta; Viggiano, Mariassunta; Romano, Filomena, Convective Initiation Proxies for Nowcasting Precipitation Severity Using the MSG-SEVIRI Rapid Scan, Remote Sens. 2020, 12(16), 2562. https://doi.org/10.3390/rs12162562
https://www.eumetsat.int/nwc-saf
https://public.wmo.int/en/resources/bulletin/nowcasting-guidelines-%E2%80%93-summary
