COALITION-2: Context and Scale Oriented Thunderstorm Satellite Predictors Development Versione 2
Durante la stagione estiva, nella regione alpina si verificano regolarmente forti temporali. Essi sono spesso accompagnati da grandine, piogge abbondanti e raffiche di vento tempestose. Inoltre, i fulmini e le inondazioni possono causare gravi danni alle proprietà e alle infrastrutture e portare a situazioni dove la vita delle persone può essere in pericolo. I modelli numerici per la meteorologia forniscono buone previsioni su scala regionale e globale, ma hanno difficoltà a prevedere l'ora esatta e il luogo dei temporali. Pertanto, i metodi di nowcasting vengono utilizzati per ovviare questo problema. Questi sistemi utilizzano le osservazioni più recenti con un ciclo di rinnovamento molto alto per estrapolare in modo intelligente l’evoluzione nel futuro imminente (dalle prossime decine di minuti fino a qualche ora) l’evoluzione dei fenomeni atmosferici. A differenza della prima versione di COALITION, la seconda versione si basa esclusivamente sulle osservazioni satellitari. Pertanto, è possibile rilevare i primi segni di temporali prima dell'inizio delle precipitazioni. Come metodo indipendente COALITION-2, oltre che a fungere da backup in caso di mancanza di osservazioni dei radar meteorologici, può essere applicato anche nelle regioni al di fuori del raggio d'azione del radar.
Obiettivi e set di dati di input
L'obiettivo di COALITION-2 è quello di rilevare, tracciare e prevedere la posizione e l'intensificazione delle nuvole convettive attive in modo accurato, continuo e robusto utilizzando i dati satellitari. COALITION-2 utilizza i canali infrarossi dello strumento MSG/SEVIRI, la velocità e la direzione del vento (come previsto dal modello meteorologico COSMO-CH) e alcuni prodotti del software SAF nowcasting, come l'altitudine e la pressione delle nuvole:
- MSG SEVIRI 3.9 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 6.2 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 7.3 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 8.7 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 9.7 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 10.8 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 12.0 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- MSG SEVIRI 13.4 µm Canale (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- Vento di COSMO (u,v) a 800, 500, 300 hPa (previsione COSMO oraria)
- Nowcasting SAF altezza della sommità delle nuvole (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- Nowcasting SAF pressione della sommità delle nuvole (Rapid Scan Service ogni 5 min)
- Nowcasting SAF tipo di nuvola [Opzionale] (Rapid Scan Service ogni 5 min)
Metodologia
Lo strumento SEVIRI a bordo del satellite geostazionario Meteosat Second Generation fornisce dati sulla copertura nuvolosa (ma non può osservare le precipitazioni). Pertanto COALITION-2 registra i cambiamenti nelle proprietà delle nuvole e identifica in particolar modo quelle che mostrano un intenso sviluppo dei temporali. L'algoritmo osserva come le nubi diventano più spesse (aumento dello spessore ottico della nube), come le gocce congelano nella parte superiore (processo di solidificazione) della nube e come il limite superiore delle nubi sale verso quote più elevate (come misura della forza della corrente ascensionale). Durante il giorno viene eseguito un ulteriore test per rilevare la presenza di piccoli cristalli di ghiaccio (che sono un'indicazione di una forte corrente ascensionale). La persistenza delle correnti ascensionali vengono estrapolate dall’andamento delle temperature del top della nuvola e dal suo albedo. Questo andamento è calcolato tenendo conto dello spostamento delle cellule temporalesche. Per questo motivo nell’algoritmo è introdotta una correzione per il movimento dei temporali, utilizzando i campi di vento COSMO come vettori di movimento. La seguente tabella mostra i test utilizzati per il rilevamento dei temporali.