Roberto Cremonini1*, Claudio Cassardo2, Irene Raccanelli1, Federica Bogo2, Renzo Bechini1, Valentina Campana1, Mattia Vaccarono2
1 ARPA Piemonte, Dipartimento Sistemi Previsionali, Torino, Italy, via Pio VII 9, 10135, Torino (TO) 2 Università degli Studi di Torino, Dipartimento di Fisica e Centro NatRisk, via P. Giuria 1, 10125, Torino (TO)
Abstract
The observations collected by the Piemonte weather radar network between 2009 and 2014 have been analysed using a storm tracking algorithm coupled with a severity storm index (SSI). This radar-based short-term climatology allows to evidence areas favourable to severe storms and to characterize them as a function of season and time of the day. Moreover, some processes underlying the initiation and evolution of storms are discussed The study defines a preliminary methodology for regional climatological studies of storm events. The achieved knowledge of severe storm distribution provides also a useful background for operational nowcasting.
Parole chiave
Temporali forti, Sistemi radarmeteorologici, Nowcasting, Piemonte
Keywords
Severe storms, Weather radar, Nowcasting, Piemonte
Introduzione
I sistemi convettivi a mesoscala costituiscono una seria minaccia per il rischio di morte e per le ingenti perdite economiche che possono causare. Associate ai sistemi più violenti vi sono precipitazioni intense, che possono causare allagamenti e piene improvvise, grandine, raffiche di vento e talvolta trombe d'aria. A causa delle scale spaziali e temporali tipiche dei sistemi convettivi, le reti meteorologiche a terra sono spesso inadeguate e non riescono a documentare questi fenomeni. Al contrario, i sistemi radar meteorologici sono in grado di fornire misure tempestive e con una risoluzione spaziale e temporale appropriata. Attraverso osservazioni radar meteorologiche pluriennali è possibile effettuare analisi climatologiche su vaste aree, migliorando le conoscenze sulle zone favorevoli allo sviluppo ed alla ricorrenza di fenomeni particolarmente severi. Diversi studi hanno mostrato analisi climatologiche di sistemi convettivi a mesoscala basandosi su osservazioni radar meteorologiche (Falconer, 1984; Overeen et al., 2009). Nella regione alpina, tali studi sono poco frequenti (Rudolph et al., 2009; Davini et al., 2010). Partendo dalle informazioni sulle singole celle temporalesche ricavate tramite un sistema di individuazione ed inseguimento dei temporali, operativo presso l'Agenzia per la Protezione Ambientale del Piemonte (ARPA Piemonte), il presente lavoro analizza la climatologia di tali fenomeni sull'Italia nordoccidentale, caratterizzandola in funzione della severità del fenomeno.
Materiali e Metodi
ARPA Piemonte gestisce due sistemi radar meteorologici Doppler polarimetrici in banda C (5 GHz), posizionati uno sulla collina di Torino, Bric della Croce (TO) e uno sul
Monte Settepani (SV), sull'Appennino Ligure. La figura seguente mostra la copertura dei due sistemi radar meteorologici e l'area nella quale è stata definita la climatologia presentata nello studio.
Fig.1 – Copertura dei sistemi radarmeteorologici di Bric della Croce e Monte Settepani
Fig.1 – Area covered by Bric della Croce and Monte Settepani weather radars.
ARPA Piemonte ha implementato un sistema di localizzazione automatica e d’inseguimento dei temporali, basato sullo studio di Handwerker (2002) e sulle osservazioni radar meteorologiche piemontesi. Una volta individuata una cella temporalesca, si determina la sua estensione ricercando una soglia di riflettività minima di 35 dBZ, e calcolando un'ellisse di confidenza al 98%. In
quest'area si derivano tutte le proprietà della cella, come la probabilità di grandine, l'altezza della nube, la sua temperatura ed il contenuto liquido. In funzione di tali parametri, Cremonini et al. (2015) hanno definito un indice istantaneo di severità del temporale (SSI), con valori compresi tra 1 e 5, che viene quindi attribuito alla cella per tutta la sua estensione areale. Attraverso l'analisi e la spazializzazione su griglia regolare delle informazioni ottenute dal 2009 al 2014, è stato possibile derivare una climatologia dei temporali violenti per il nordovest italiano.
Risultati e Discussione
Il dataset è costituito da 568.366 celle individuate nel periodo, delle quali 368.703 (circa il 65% delle celle inizialmente disponibili) sono considerate valide dopo i controlli di qualità. La Figura 2 mostra la distribuzione spaziale del numero di eventi dal 2009 al 2014 su una griglia regolare di lato 2,4 km.
Fig.2 – Spatial distribution of the events detected over the target area. Regional borders and province acronyms are reported.
Fig.2 - Distribuzione spaziale degli eventi sull’area di studio. Sono tracciati anche i confini regionali e le sigle delle province.
La Fig. 2 evidenzia i massimi su tutta la Liguria (con oltre 500 eventi in 6 anni) ed i massimi relativi sulla zona dei laghi, sulle prealpi nordoccidentali e su quelle cuneesi. La Figura 3 mostra la distribuzione areale degli eventi intensi, ovvero con SSI > 3. Si osservano due massimi sulla Liguria, tra Savona e La Spezia, e sul Canavese. Altri massimi sono evidenti in corrispondenza allo sbocco della valle del Po, sui laghi e sulle Prealpi Marittime.
Fig.3 – As in Figure 2 but forsevere events SSI > 3. Fig.3 – Come in Figura 2 ma per eventi intensi (SSI > 3). Conclusioni
L'osservazione pluriennale con sistema radar meteorologici e la definizione di un indice di severità consentono di derivare una climatologia dei fenomeni temporaleschi. L'analisi su un periodo di 6 anni mostra lo stretto legame esistente tra i fenomeni ed il territorio: la configurazione sinottica, i venti locali, l'orografia, elevati valori di mixing
ratio in prossimità del Mar Ligure sono tutti ingredienti
necessari per lo sviluppo di celle temporalesche anche violente.
Bibliografia
Cremonini R., Cassardo C., Raccanelli I., Bechini R., Campana V., A proposal of weather radar-based storm severity index for Piemonte, Italy, 2015, 18° Convegno di Agrometeorologia, Trento, Italy
Davini P., Bechini R., Cremonini R., Cassardo C., 2010. Radar-Based Analysis of Convective Storms over northwestern Italy. Atmosphere. 3: 33-58.
Falconer P.D., 1984. A radar-based climatology of thunderstorms days across New York State. J. Clim. Appl. Meteorol. 23: 1115–1120.
Handwerker, J., 2002. Cell tracking with TRACE3D: a new algorithm. Atmos. Res. 61: 15–34.
Overeem A., Holleman I., and Buishand A., 2009, Derivation of a 10-year radar-based climatology of rainfall.
J. Appl. Meteor. Climatol., 48: 1448–1463.
Rudolph, J., K. Friedrich, and U. Germann 2009: A 10 year radar-based precipitation climatology for the European Alps. Conf. on Mesoscale Meteorology, Americ. Meteorol. Soc., August 2009, Salt Lake City, USA.