Perché si utilizzano degli insiemi di previsioni numeriche?
Piccole imprecisioni nelle misure dello stato dell’atmosfera in atto ad un determinato istante possono avere un grande impatto nel calcolo delle previsioni del tempo.
Le informazioni provenienti dal modello globale IFS ENS del CEPMMT (ECMWF) (utilizzate come condizioni al contorno per i modelli COSMO-1E e COSMO-2E) sono affette da imprecisioni che possono condurre a incertezze nella previsione calcolata sull’arco alpino.
Gli algoritmi che costituiscono il modello non sono perfetti (ad esempio perché semplificano determinati processi presenti nell’atmosfera) e anche ciò può portare ad incertezze nelle previsioni calcolate.
L’obiettivo delle previsioni probabilistiche è quello di descrivere nel modo migliore possibile le varie possibili forme d’incertezza. Per raggiungere tale scopo si modificano, in modo consapevole, le condizioni iniziali e quelle al contorno. A ciò si aggiungono anche perturbazioni stocastiche del modello stesso. Per ogni modifica effettuata si calcola una nuova simulazione. Si ottiene in questo modo un insieme di previsioni numeriche, tutte ugualmente probabili. Sulla base di questo insieme è ora possibile calcolare ad esempio la probabilità che un evento meteorologico si verifichi: si contano infatti quanti membri dell’insieme prevedono lo sviluppo dell’evento, rispetto al numero totale dei membri. La dispersione fra i vari membri dell’insieme fornisce un’indicazione sull’affidabilità della previsione e sulla prevedibilità della situazione meteorologica. Se tutti i membri mostrano scenari differenti, allora l’affidabilità è bassa. Se per contro essi convergono verso uno scenario, allora l’affidabilità aumenta.
Specifiche
Il modello di previsione d'insieme ad alta risoluzione COSMO-1E con 11 membri (simulazioni) è calcolato otto volte al giorno su una griglia la cui distanza fra due punti di griglia è di 1.1 km. Ogni 3 ore (00, 03, ... 21 UTC) la previsione del tempo viene ricalcolata per un orizzonte temporale che si estende fino a 33 ore. La corsa del modello che inizia alle 03 UTC si estende fino a 45 ore, affinché la previsione copra l'intero giorno successivo. Il dominio del modello COSMO-1E si estende orizzontalmente su 1075 x 691 punti di griglia. Esso copre l'intero arco alpino, con la Svizzera al centro del dominio. Verticalmente COSMO-1E ha 80 livelli che raggiungono una quota di 22 km. Nel punto più alto, la quota orografica del modello raggiunge i 4268 m sul livello del mare. Per ognuno dei 73'569'600 punti della griglia la previsione è calcolata con passi temporali di 10 secondi.
Il modello di previsione d'insieme COSMO-2E, è composto da 21 membri (simulazioni) e si estende su un orizzonte temporale di 120 ore (5 giorni). Esso è calcolato quattro volte al giorno (00, 06, 12 e 18 UTC) su una griglia la cui distanza fra due punti di griglia è di 2.2 km. Il dominio del modello con 538 x 346 punti di griglia copre anch’esso l'intero arco alpino. Verticalmente COSMO-2E calcola su 60 livelli fino ad una quota di 22 km. La previsione per i 13'618'800 punti della griglia è calcolata con passi temporali di 20 secondi.
I prodotti di previsione per entrambi i modelli possono essere ottenuti all’interno dell’area geografica delimitata dai seguenti angoli:
- Angolo NW 49.52° N, 0.16° E;
- Angolo NO 49.73° N, 16.75° E;
- Angolo SW 42.67° N, 1.33° E;
- Angolo SO 42.85° N, 15.94° E.
Di conseguenza la regione più ampia per cui è possibile ottenere dei corrisponde per COSMO-1E a 1075 x 691 punti di griglia e per COSMO-2E a 538 x 346 punti di griglia. Essa è leggermente più piccola del dominio complessivo, poiché si toglie un piccolo bordo che, a seguito di effetti numerici, non è utilizzabile.