I fulmini sono generalmente misurati da reti di rilevamento a terra. L'alternativa è il rilevamento satellitare. Questi sistemi utilizzano tecniche di rilevamento diverse: misurazione dell'onda elettromagnetica o dello spettro visibile del fulmine.
MeteoSvizzera utilizza i dati sui fulmini in tempo reale forniti dal nostro partner esterno, la società francese Météorage. Questi dati vengono visualizzati sull'applicazione di MeteoSvizzera e sul nostro sito web. Météorage gestisce una rete di sensori di fulmini a terra, analizza i dati grezzi per localizzare i fulmini e li trasmette a MeteoSvizzera. Una descrizione di questi dati è riportata in questo articolo.
Il rilevamento dei fulmini è importante per i sistemi di nowcasting (previsioni a breve termine, particolarmente utili per la previsione dei temporali), compresi gli allarmi per i temporali, e per l'aviazione al fine di garantire la sicurezza.
Non solo esistono varie tecniche per rilevare i fulmini con sistemi a terra, ma anche i satelliti possono essere utilizzati a questo scopo. In questo blog presentiamo le varie tecniche di rilevamento dei fulmini, tra cui i sistemi basati su basse frequenze, tipicamente 30-300 kHz (come quello utilizzato da Météorage), i sistemi basati su frequenze molto basse, tipicamente 3-30 kHz (ad esempio, utilizzati dal servizio meteorologico britannico, il Met Office) e i sistemi satellitari basati su strumenti ottici.
I sistemi di rilevamento a terra richiedono una rete di sensori di fulmini. Nel caso di Météorage, si tratta di una rete di sensori europea. Ogni sensore misura continuamente le variazioni del campo elettromagnetico ed è in grado di distinguere quelle create dai fulmini. È quindi possibile localizzare un fulmine quando lo stesso segnale (la stessa firma d'onda) viene misurato da più sensori. La combinazione di tecniche di triangolazione e di tempo di arrivo consente di localizzare i fulmini con una buona precisione, con un'escursione compresa tra 100 m e 1 km. Un sistema di rilevamento di questo tipo richiede una densità di sensori piuttosto elevata (la distanza tra i sensori è dell'ordine di un centinaio di chilometri).
Un secondo tipo di rete di terra, piuttosto simile, utilizza frequenze molto basse. Ciò consente di rilevare segnali elettromagnetici più distanti e la densità della griglia di misura può essere inferiore. Questo tipo di rete rileva le onde che possono essere riflesse dalla ionosfera (uno strato parzialmente ionizzato dell'atmosfera sopra la troposfera dove si verificano i fenomeni atmosferici) e dal terreno. L'onda si propaga quindi come in una fibra ottica, il che significa che le onde vengono riflesse dal suolo e dalla ionosfera senza molta attenuazione. Anche in questo caso sono necessari più sensori per localizzare il fulmine. Successivamente, grazie alla differenza dei tempi di arrivo dei segnali, gli algoritmi possono determinare la posizione della scarica.
Questo tipo di rete è preferito dal Met Office, ad esempio, che gestisce una rete di sensori di questo tipo (LEELA). La distanza tra i sensori è dell'ordine di diverse centinaia di chilometri, per una copertura più ampia. Un sensore di questa rete è installato presso la nostra sede di Payerne e abbiamo anche accesso ai dati della rete LEELA.
La tecnologia innovativa per la localizzazione delle scariche atmosferiche è costituita dall'impiego di satelliti. Dotati di telecamere i satelliti utilizzano lo spettro visibile dei fulmini per localizzarle. Si tratta di telecamere ad alta risoluzione temporale che osservano la Terra. Grazie a diverse operazioni di filtraggio ed elaborazione delle immagini, è possibile distinguere i fulmini su questi prodotti satellitari.
Con i satelliti MTG di terza generazione, l'Europa avrà il suo primo strumento di questo tipo, il Lightning Imager. I dati operativi dovrebbero essere disponibili a partire dalla metà del 2024. Anche MeteoSvizzera riceverà i dati.