Previsioni meteorologiche, allerte, ricerca sul clima: tutti questi settori si basano sulle misure in atmosfera libera.  Le radiosonde, piccoli dispositivi trasportati da palloni aerostatici fino a 35 chilometri di altitudine, sono sistemi essenziali per fornire misure fondamentali dello stato termodinamico dell’atmosfera.

Per garantire la qualità dei dati delle radiosonde, ogni 5-10 anni vengono effettuate le cosiddette campagne di confronto per conto dell'Organizzazione meteorologica mondiale (OMM). Durante queste campagne, le radiosonde di diversi produttori vengono attaccate ad una piattaforma in legno a dieci bracci e fatte volare attaccate allo stesso pallone aerostatico. Questo tipo di misura parallela consente di confrontare direttamente le performances delle diverse sonde.

La campagna più recente si è svolta nel 2022 presso l'Osservatorio meteorologico di Lindenberg / Richard-Aßmann-Observatory (MOL-RAO) del Servizio meteorologico tedesco (DWD). Sotto la guida di MeteoSvizzera e del Servizio Meteorologico Tedesco, dieci modelli di radiosonde sono stati estensivamente valutati attraverso tests in laboratorio e misure in atmosfera libera.

Il rapporto completo pubblicato al 12.03.2024 dall'OMM si trova qui.

I risultati più importanti

• Ad eccezione di un modello, tutte le radiosonde hanno soddisfatto i requisiti di misure di temperatura per le previsioni meteorologiche.
• Ad eccezione di due radiosonde, tutte soddisfano i requisiti per la misura dell'umidità. Tuttavia, è possibile rilevare differenze fino a 4°C dopo aver attraversato le nuvole.
• Sette delle dieci radiosonde testate soddisfano lo standard del formato dati del OMM.
• Sei delle dieci sonde sono state giudicate particolarmente facili da usare dagli operatori indipendenti. Sono sufficienti due giorni di formazione sui sistemi.
• Nel complesso, tutti e dieci i sistemi testati soddisfano i requisiti operativi per i voli di misura quotidiani di routine.

Campagna di laboratorio: test in condizioni estreme

Durante il loro utilizzo in atmosfera, le radiosonde sono esposte a condizioni estreme in termini di umidità, temperatura e radiazioni. È necessario garantire che i sensori misurino in modo affidabile in ogni momento.

Nella campagna di laboratorio, i sensori sono stati esposti a condizioni controllate in speciali camere climatiche, ad esempio a temperature fino a -75°C o a pressioni dell'aria comprese tra 950 hPa e 5 hPa, il che corrisponde alla fascia di altitudini compresa tra il suolo e circa 35​​ ​km (vedi Fig. 1).

Per molti produttori, questa campagna di laboratorio è stata un'occasione unica per testare le proprie sonde in condizioni di laboratorio. D'altra parte, la campagna di laboratorio ha fornito informazioni importanti per comprendere e valutare i risultati della campagna sul campo.

Campagna di misura: dieci sotto un pallone

Una settimana prima dell'inizio della campagna, i produttori hanno installato i loro sistemi presso l'Osservatorio di Lindenberg. Durante questo periodo, hanno anche addestrato un gruppo di operatori indipendenti, che avevano il compito di effettuare i radiosondaggi in modo indipendente e di valutare la facilità d'uso dei sistemi. Le misure effettuate durante la campagna di misura sono state ottenute attaccando una piattaforma in legno molto leggera creata appositamente per l’UAII2022 e che poteva ospitare fino a dieci radiosonde. A sua volta, la piattaforma con le sonde installate era attaccata al pallone.

Durante le quattro settimane di campagna, i ricercatori hanno effettuato un totale di 79 voli, di cui 41 di giorno e 38 di notte (vedi Fig. 2). Inoltre, le misure ottenute dai sistemi di telerilevamento a terra, come radiometri a microonde (umidità e temperatura), lidar vento e radar profilatori di vento (velocità e direzione del vettore vento), sono stati confrontati con le radiosonde di riferimento.

Valutazione per ogni lancio

La valutazione dei dati di misura e la relazione finale per l'OMM sono incentrate sulla valutazione dei singoli sistemi di sonde e dei sistemi di telerilevamento. I risultati dell'analisi statistica dei dati sono stati interpretati e presentati con l'aiuto di un catalogo di criteri predefiniti dall'OMM. In questo modo, ogni sistema di radiosonde e di telerilevamento è stato valutato nell’ambito di specifiche aree di applicazione, come la meteorologia aeronautica, la previsione meteorologica numerica o la ricerca sul clima.

Il rapporto fornisce anche raccomandazioni per possibili ottimizzazioni che possono migliorare ulteriormente la qualità dei dati delle radiosonde. Il rapporto finale con tutte le informazioni sulla struttura e lo svolgimento della campagna di confronto e tutti i risultati in dettaglio è stato pubblicato dall'OMM.

Informazioni aggiuntive

• UAII2022: Rapporto dell'OMM
• Radiosondaggi giornalieri di MeteoSvizzera