La pagina FAQ sul radar meteorologico svizzero spiega il funzionamento e i limiti della rete radar meteorologica svizzera, come si originano le discrepanze tra le immagini radar e le osservazioni meteorologiche, e quali fattori geografici o meteorologici le influenzano.
Buongiorno, mi trovo a Unterwasser (SG) da più di una settimana e ho notato che le informazioni sull'intensità delle precipitazioni sul radar meteorologico nella regione non corrispondono alla realtà: quando piove (come p.es. adesso) non è visibile con il radar. È possibile che si tratti di un malfunzionamento tecnico del dispositivo?
La rete di misurazione di MeteoSvizzera comprende 5 stazioni radar. A causa della struttura geografica della Svizzera, le precipitazioni sono meno visibili nelle valli che, per esempio, sull'Altopiano, perché le Alpi bloccano parzialmente la vista di queste zone per le nostre stazioni radar. Questo può spiegare l'effetto sull'immagine radar da lei descritto, specialmente nel caso di precipitazioni a bassa quota e a bassa intensità.
Ieri ho visto nell’immagine radar la pioggia sopra Berna, ma questo è quasi impossibile. Anche in altri luoghi è stata indicata pioggia, ma non c'erano quasi nuvole. Qual è la ragione di queste visualizzazioni?
Il 9 agosto, secondo il radar, nel pomeriggio era presente una piccola cella temporalesca di breve durata nei pressi di Berna. L'intensità delle precipitazioni temporalesche e dei rovesci può variare notevolmente a seconda del luogo e dell'ora esatta. Può quindi accadere che sopra casa vostra piova poco o niente, mentre a poca distanza ci sia una forte pioggia. Il radar può risolvere queste differenze su scala molto piccola solo in misura limitata. D'altra parte, se l'intensità è bassa, le precipitazioni correttamente rilevate dal radar in quota potrebbero non raggiungere affatto il suolo perché le gocce evaporano verso il basso durante il tragitto o vengono trasportate dal vento. In estate, anche gli insetti e gli uccelli possono portare a misurazioni errate.
Ho notato che negli ultimi giorni l'immagine del radar meteorologico sembrava essere spostata di una sfumatura rispetto alle precipitazioni effettivamente osservate sul posto. Per esempio, un viaggio da Bienne a Soletta era praticamente asciutto la sera, ma secondo il radar conduceva direttamente attraverso una zona di temporali attivi, o in alcuni casi le precipitazioni misurate (Wallierhof, Riedholz) sembravano essere inferiori a quanto ci si sarebbe aspettato dall'eco radar. Come si può spiegare questo?
Può effettivamente disorientare se ci si trova sotto la pioggia e non ci sono echi sullo schermo del radar nella propria posizione o, al contrario, il radar mostra la pioggia e non arrivano gocce al suolo. Ci sono diverse ragioni per questo. In primo luogo, può essere che la precipitazione, correttamente rilevata dal radar in quota, non arrivi affatto al suolo perché le gocce evaporano durante il tragitto verso il basso o vengono portate via dal vento. In secondo luogo, l'intensità della pioggia può variare molto in una piccola area. Così potrei dover interrompere la mia partita di calcio a causa di un forte temporale, mentre alcuni campi di calcio più in là il terreno rimane praticamente asciutto. Questi cambiamenti spaziali circoscritti, che sono tipici del semestre estivo, possono essere riprodotti solo in misura limitata nell'immagine radar. O per dirla in un altro modo, la percezione di una persona è spesso limitata alle immediate vicinanze, 10 metri, forse 100 metri, mentre il radar meteorologico misura le precipitazioni in un raggio di 250 chilometri con una risoluzione spaziale di circa 1 chilometro. Gli esseri umani e il radar vedono le precipitazioni con una risoluzione diversa. Nel corso dell'anno, questi errori sono piccoli, anche se può essere disorientante quando siamo direttamente coinvolti.
Continuo a notare che quando pioviggina, come qualche giorno fa, e guardo il radar, in molti casi non vengono segnalate precipitazioni. Perché?
Può in effetti accadere che al suolo vi sia una debole pioviggine, mentre sull'immagine del radar meteorologico non sono visibili echi o solo echi isolati. Queste deboli piogge di solito provengono da nuvole molto basse. A volte sono così basse che non vengono nemmeno rilevate dai radar meteorologici, che scansionano l’atmosfera solo da una certa altezza minima sul livello del mare. Questa altezza minima dipende dalla località; sull'Altopiano svizzero è compresa tra 1 e 2 chilometri, sulle Alpi tra 2 e 3,5 chilometri sul livello del mare. C'è un'altra ragione per cui le celle di pioggia piccole e deboli a volte non appaiono nell'immagine radar: il segnale radar viene riflesso non solo da gocce di pioggia, fiocchi di neve, cristalli di ghiaccio e chicchi di grandine, ma anche da montagne, case, uccelli e aerei. Questi falsi echi non meteorologici devono essere filtrati durante l'elaborazione delle misure. Sfortunatamente, gli echi radar della pioviggine sono difficilmente distinguibili dai deboli echi delle montagne e vengono quindi occasionalmente filtrati durante l'elaborazione dei dati.
Dunque questo significherebbe che una mappa delle precipitazioni basata su dati radar ha un valore limitato, poiché la precipitazione effettiva potrebbe non essere caduta nel luogo previsto (verifica con pluviometro esclusa)?
Su piccola scala, tali discrepanze tra l'immagine radar e la pioggia al suolo possono occasionalmente verificarsi. Chiunque sia interessato solo alla pioggia nelle immediate vicinanze, per esempio nel proprio orto, deve effettivamente aspettarsi tali differenze. Visti su una vasta area, questi errori difficilmente giocano un ruolo. I radar meteorologici svizzeri forniscono un quadro unico e dettagliato dei fronti di precipitazione, dei rovesci di pioggia, dei temporali e delle cellule di grandine e del loro sviluppo temporale su tutta la Svizzera e le zone limitrofe. Il modo migliore per interpretare l'animazione radar dipende anche dall'applicazione, che si tratti di protezione dalle inondazioni e dalla grandine, dell'industria edile, dell'agricoltura, o dell'alpinismo e del tempo libero, per citarne solo alcune.
E come si può fare in tutte quelle valli? Il segnale radar non può arrivare ovunque, specialmente in Svizzera con tutte le montagne.
L'utilizzazione dei radar meteorologici in un paese alpino come la Svizzera è davvero una sfida. Il segnale radar viene riflesso dalle montagne, non può penetrare le montagne. Quindi neanche il radar può vedere cosa sta succedendo dietro le montagne. Fortunatamente, i fronti di precipitazione e i rovesci di pioggia sono spessi diversi chilometri, i temporali raggiungono anche altezze di oltre 15 chilometri. È quindi sufficiente che il radar meteorologico possa misurare direttamente sopra le catene montuose, guardare giù nelle valli non è necessario. MeteoSvizzera utilizza poi le misurazioni effettuate dal radar ad altezze appena sopra le catene montuose per calcolare quanta pioggia arriverà nei fondivalle. A questo scopo vengono utilizzati dei metodi di calcolo che MeteoSvizzera ha sviluppato appositamente per la particolare situazione delle Alpi svizzere. Nella maggior parte dei casi, queste procedure forniscono un'immagine molto buona dell’intensità e delle quantità di precipitazioni su tutte le regioni della Svizzera. In condizioni meteorologiche particolari, una debole pioviggine o una nevicata può essere così bassa da non raggiungere un'altitudine di 3 chilometri e può quindi nascondersi dietro una catena montuosa dalla vista dei radar. Questo accade raramente e solo con precipitazioni deboli. I temporali e le precipitazioni moderate o intense sono così forti che non possono praticamente mai sottrarsi completamente alla vista dei radar, perlomeno non da quando sono stati installati i due radar supplementari in Vallese e nei Grigioni nell'ambito del progetto Rad4Alp.
Presumo che il radar delle precipitazioni per la regione Buchs SG/Vaduz-Liechtenstein/Feldkirch-Vorarlberg non funzioni correttamente. Venerdì 16.2.18 alle ore 20.15 pioveva; sulla vostra immagine radar non si vedeva nulla. Oggi, domenica, alle 4.15, ha nevicato continuamente, ma nulla era visibile sulla vostra immagine radar. Avete una spiegazione? In questi momenti ero per strada in bicicletta.
Le precipitazioni del fine settimana non sono state rilevate ovunque dal radar meteorologico. Le nubi da cui è caduta la neve erano in parte relativamente vicine al suolo e quindi poco visibili per il radar meteorologico. Inoltre, il segnale riflesso dalla precipitazione in alcuni casi era anche troppo debole.
Una domanda sulla precisione delle mappe delle precipitazioni: il radar meteorologico mostra apparentemente le aree di pioggia sulla mappa con una precisione di circa 1 km. È corretto? Le previsioni future mantengono questa apparente precisione anche per 48 ore: non può essere una cosa seria? Sicuramente non si può prevedere la pioggia locale in modo così accurato, al km? La struttura dettagliata delle aree di precipitazione previste è generata con numeri casuali? Non si dovrebbe dire questo? La mappa non dovrebbe essere disegnata più sfocata?
Ha ragione: la risoluzione spaziale delle misure radar è di circa 1 x 1 km. Per quanto riguarda la previsione, utilizziamo due modelli numerici, entrambi con una risoluzione di circa 1 x 1 km. I modelli non lavorano con algoritmi di generatori di numeri casuali, ma risolvono le equazioni matematiche della fisica atmosferica. Come lei scrive correttamente, l'incertezza di una tale previsione deterministica cresce con il tempo. Tale previsione deve quindi essere "interpretata": le zone di precipitazione non sono certamente accurate al km, ma possono dare un'indicazione di dove e quando aspettarsi la maggior parte delle precipitazioni. In futuro verranno probabilmente trasmesse anche informazioni probabilistiche. Anche una mappa più sfocata sarebbe una possibilità interessante.
È possibile che l'immagine radar sul sito web sia diversa da quella dell'app di MeteoSvizzera? Di tanto in tanto si notano delle differenze nell'immagine non tanto nella previsione delle precipitazioni ma piuttosto nella situazione attuale.
Il prodotto radar che viene usato è il medesimo sia sull'app che sulla pagina web, ma sull'app viene applicato un algoritmo aggiuntivo che rende l'animazione più fluida. Questo algoritmo interviene anche sull'immagine attuale, rendendola leggermente differente tra il sito web e l'app.
Sarei interessato a sapere se è possibile rilevare la grandine e la sua intensità con il radar e/o le stazioni meteorologiche? Se sì, che tipo di infrastruttura sarebbe necessaria (ad esempio, che tipo di stazioni meteorologiche)?
La grandine è una grandezza meteorologica difficile da prevedere e da misurare. Con le classiche stazioni meteorologiche al suolo non è possibile misurare la grandine e la sua intensità. Tuttavia, ci sono sensori speciali sul mercato che sono in grado di misurare la grandine e la distribuzione delle dimensioni dei chicchi di grandine. Poiché la grandine è un fenomeno su scala molto piccola, sarebbe però necessaria un'alta densità di sensori per registrare il maggior numero possibile di eventi di grandine. Ecco perché MeteoSvizzera registra la grandine in tempo reale utilizzando la rete radar. Ogni cinque minuti, la probabilità di grandine e il diametro massimo della grandine sono determinati su tutta l'area coperta dai radar. Inoltre, le osservazioni di grandine possono ora essere facilmente segnalate sull'app di MeteoSvizzera specificando le dimensioni dei chicchi di grandine, l'ora e il luogo di un evento di grandine (crowdsourcing). D'altra parte, tutte le osservazioni possono anche essere visualizzate su una panoramica in tempo reale sull'app.
Potete dirmi se il radar delle precipitazioni mostra anche le nevicate o solo la pioggia?
Il radar delle precipitazioni mostra anche le nevicate, ma l'intensità è indicata sulla scala dei colori in mm/h, cioè la quantità equivalente di pioggia.
Il radar meteorologico alle 22.00 di ieri mostrava un anello circolare nella zona del Ticino. Si tratta di un errore di visualizzazione o come si verifica questo fenomeno?
Il cerchio è stato causato da un malfunzionamento tecnico del radar del Monte Lema. Il problema è stato risolto questa mattina.
È possibile visitare gli impianti radar?
No, le installazioni radar non possono essere visitate perché non sono presidiate e sono in uso operativo.
Come mai le zone vicino ai radar sono aperte al pubblico (vedi Monte Lema)? Si suppone che le microonde siano inviate e ricevute su tutti i 360 gradi e probabilmente anche con diverse inclinazioni, quindi non credo ci sia una zona protetta. È sicuro restare vicino?
Tutte le installazioni radar meteo di MeteoSvizzera sono soggette all’ordinanza federale sulla protezione da radiazioni non ionizzanti, la documentazione è stata consegnata assieme alla domanda di costruzione. Tutti i luoghi in cui una persona può sostare nelle immediate vicinanze di una stazione radar meteo sono stati valutati e rientrano nei valori ammessi dall'ordinanza.
Di tanto in tanto si vedono ancora sul radar gli echi causati dal “chaff”?
Occasionalmente, nei dati radar si possono notare echi di chaff. Tuttavia, il chaff è usato raramente in Svizzera, quindi i falsi echi indotti dal chaff sono rari.
Il machine learning viene usato nell'analisi dei segnali radar meteorologici?
Per l'elaborazione di dati radar e satellitari usiamo anche il machine learning, specialmente per applicazioni nel nowcasting. In particolare, sono in corso ricerche sull'uso di metodi di machine learning per le allerte di temporali, per le previsioni a breve termine di forti precipitazioni nelle Alpi e per l'elaborazione delle misure del radar meteorologico svizzero di ultima generazione, Rad4Alp.
E i pipistrelli? Iniziano a volare subito dopo il crepuscolo.
Qualsiasi oggetto di dimensioni a partire da circa un millimetro riflette i segnali del radar meteorologico e genera un'eco nel ricevitore. Tuttavia, l'oggetto deve volare a un'altezza sufficiente per essere rilevato dal radar. Gli aerei e gli uccelli ci riescono, ma i pipistrelli di solito no. Inoltre, quasi tutti i segnali non meteorologici vengono rilevati e soppressi da un sofisticato algoritmo. Ci sono solo relativamente pochi segnali non meteorologici che non vengono soppressi e appaiono nei prodotti e nelle immagini radar finali.
Se ho capito bene l'equazione radar, la potenza ricevuta si riduce di un fattore 16 quando si raddoppia la distanza tra il radar e l'oggetto. A quale distanza la sensibilità del dispositivo di misurazione è inferiore al minimo? O la precisione di misurazione dei dispositivi è molto buona o ci sono molti dispositivi (alta densità di dispositivi).
La sua conclusione è corretta. Se consideriamo il segnale retrodiffuso al radar da un singolo oggetto, allora la distanza appare nel denominatore alla quarta potenza. Al raddoppiare della distanza, il segnale di ritorno al radar diventa 16 volte più debole. Quindi il segnale diminuisce rapidamente all'aumentare della distanza. Ora, questo è vero se c'è solo una singola goccia nel fascio radar. Fortunatamente, gocce, fiocchi di neve e cristalli di ghiaccio sono molto socievoli e appaiono sempre in gran numero. Nella tecnologia radar si distingue tra i cosiddetti bersagli puntiformi e i bersagli volumetrici. Una singola goccia è un bersaglio puntuale, i fronti di precipitazione, i rovesci di pioggia e neve e i temporali sono bersagli volumetrici. Quando impostiamo l'equazione radar per i bersagli volumetrici, nel denominatore la distanza appare al quadrato. Di conseguenza, se la distanza viene raddoppiata, il segnale di una precipitazione sarà "solo" 4 volte più debole. Ma si tratta comunque di una diminuzione considerevole con l'aumentare della distanza. La sua supposizione è quindi corretta, i ricevitori dei radar meteorologici devono essere estremamente sensibili per essere ancora in grado di misurare i deboli segnali da grandi distanze. Una tecnologia sviluppata e continuamente perfezionata nel corso di molti decenni lo rende possibile. I radar meteorologici di MeteoSvizzera sono in grado di rilevare anche deboli piogge fino a una distanza di oltre 200 chilometri. Dobbiamo quindi essere ancora in grado di misurare nel ricevitore segnali dell'ordine di 10 alla potenza di meno 11 milliwatt, cioè 0.00000000000001 watt.
Dopo un periodo di temporali, venne pubblicata una mappa su MeteoSvizzera che mostra dove sono caduti i fulmini. Come vengono registrati esattamente? Quale metodo di misurazione viene usato?
Sul web abbiamo una pagina riguardo al rilevamento dei fulmini con tutte le informazioni.