Modellistica
MODELLISTICA METEOROLOGICA
I modelli meteorologici sono uno strumento essenziale per comprendere e prevedere la dinamica atmosferica. La loro attendibilità è migliorata negli ultimi anni specialmente con l’uso dei modelli ad alta risoluzione. Una buona previsione è un supporto essenziale a livello decisionale per la diramazione tempestiva delle allerta da parte della Protezione Civile in caso di rischio idrogeologico per precipitazioni abbondanti. In questo contesto è importante la scelta del modello da utilizzare: esso deve permettere, in base alla parametrizzazione della microfisica delle nubi, della modellizzazione del suolo e dello strato limite planetario di rappresentare al meglio i processi fisici che intervengono nella formazione della precipitazione ad alta risoluzione. Un codice siffatto può rivelarsi uno strumento molto efficace a riprodurre le caratteristiche meteorologiche dell’area geografica di interesse fornendo previsioni accurate.
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A tal proposito il CETEMPS ha adattato al territorio italiano il modello meteorologico ad area limitata WRF-ARW che è stato sviluppato in collaborazione tra il National Center for Atmospheric Research (NCAR), il National Oceanic and Atmospheric Administration (rappresentato dal National Centers for Environmental Prediction (NCEP) ed il Forecast Systems Laboratory (FSL)), la Air Force Weather Agency (AFWA), il Naval Research Laboratory, la University of Oklahoma, e la Federal Aviation Administration (FAA) ed è costantemente aggiornato dal NCAR e dai suoi utenti. Il CETEMPS effettua giornalmente due corse di previsioni meteorologiche sull’Italia con una risoluzione di 3 km fornendo supporto tecnico al Dipartimento di Protezione Civile della Regione Abruzzo. Una corsa viene operata assimilando i dati del Radar di Monte Midia: il CETEMPS é uno dei pochi centri in Italia ad operare l’assimilazione variazionale del dato Radar operativamente.
PRODOTTI GIORNALIERI OPERATIVI
NCEP Europa 12 UTC – Dominio Europeo in modalità one-way, dati NCEP 12 UTC, risoluzione 12 km sull’Europa (96h) e 3 km Sull’Italia (48h)
ECMWF Italia 00UTC – Dominio Italia, dati ECMWF 00UTC, risoluzione 3km (72h)
ECMWF Italia 12 UTC – Dominio Italia, dati ECMWF 12 UTC, risoluzione 3 km (48h); Dominio Centro Italia risoluzione 1 km (48h)
NCEP Italia 00-12 UTC – Dominio Italia in modalità one-way, dati NCEP 00-12 UTC, risoluzione 27 km sull’Italia (120h), 9 km sul centro Italia (72h) e 3 km sull’Abruzzo (48h).
NCEP Italia 12 UTC – Dominio Italia in modalità ensemble con 20 membri, dati NCEP 12 UTC, risoluzione 9 km sull’Italia (72h).
ECMWF Italia 00 UTC – Dominio Italia in modalità ensemble con 50 membri, dati ECMWF 00 UTC, risoluzione 50 km sull’Italia (108h).
VALIDAZIONE
- Validazione delle simulazioni con il tool MET – http://cetemps.aquila.infn.it/wrf/statistica/
MODELLISTICA CLIMATICA
Nell’ambito di questa linea di ricerca, il CETEMPS porta avanti un lavoro basato sull’analisi di serie storiche di dati, sperimentali e di rianalisi, e sui risultati di simulazioni modellistiche a scala globale e regionale, ottenuti con modelli climatici operativi presso il centro (CAM3/NCAR e RegCM).
MODELLISTICA IDROLOGICA
I modelli idrologici simulano il deflusso della rete drenante di un bacino o di un sistema di bacini, a risoluzioni spaziali elevate, tipicamente, nell’ordine delle centinaia di metri, a seconda della morfologia del territorio. In essi vengono descritti matematicamente alcuni processi fondamentali del bilancio idrologico, quali ad esempio: deflusso superficiale, infiltrazione, evapotraspirazione, scioglimento del manto nevoso.
CHyM (CETEMPS Hydrological Model) è un modello idrologico deterministico, grid-based distribuito, sviluppato a partire dal 2002 dal Dott. Marco Verdecchia ed il suo team.
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Una delle caratteristiche principali del modello CHyM è l’implementazione di automi cellulari (CA), algoritmi utilizzati per la ricostruzione della rete drenante del dominio considerato e del campo di pioggia ottenuto assimilando dati di precipitazione eterogenei (dati pluviometrici, stime radar e satellitari e previsioni meteorologiche o climatiche). E’ scritto utilizzando il linguaggio FORTRAN ed il codice sorgente è fornito dagli autori, gratuitamente, a tutte le istituzioni no-profit per qualsiasi tipo di applicazione scientifica. Per quanto riguarda l’applicazione specifica del modello CHyM, esso è in grado di simulare il ciclo idrologico su qualsiasi dominio geografico a qualsiasi risoluzione sia spaziale che temporale. Allo stato attuale il Modello CHyM è utilizzato per fini di protezione civile e simulazioni di eventi di piena, per simulazioni climatiche e studi di impatto su altri sistemi collegati alla presenza di un fiume (ecologia fluviale, sfruttamento energetico, trasporto di inquinanti).
MODELLISTICA AMBIENTALE
La linea di ricerca in modellistica ambientale è dedicata allo sviluppo e all’applicazione di programmi per la simulazione dello stato atmosferico rivolto alla valutazione dell’impatto e dell’interazione con la composizione chimica dell’atmosfera e i fenomeni dello strato limite planetario, includendo lo scambio di materia ed energia con la superficie terrestre.
Le scale spaziali simulate vanno da quella globale fino alla microscala, mentre la scala temporale da giorni a decenni. L’attività presuppone l’utilizzo non solo di modelli al computer, ma anche di osservazioni da diverse piattaforme in-situ e di telerilevamento, quali ad esempio stazioni di monitoraggio al suolo e satelliti.