Le reti osservative meteorologiche regionali o provinciali
forniscono misure di diverse variabili di interesse meteorologico,
con alta risoluzione spaziale e temporale, e sono in grande
misura automatizzate.
Si tratta in linea di principio di una grande ricchezza
di informazione meteorologica, che può essere estratta e utilizzata.
Esistono però dei problemi specifici, che ne hanno tradizionalmente
limitato l'utilizzo, e che devono essere affrontati.
Spesso una rete regionale è il risultato dell'integrazione di
diverse sottoreti, installate in passato da soggetti diversi e con obiettivi
differenti.
Le stazioni sono distribuite in modo disomogeneo, su territori caratterizzati
da topografia complessa, sia per i rilievi orografici, sia per la presenza di
masse d'acqua importanti anche in regioni non costiere, sia per la presenza
di aree fortemente antropizzate. La climatologia locale dei siti osservativi
è quindi fortemente differenziata e spesso non conosciuta.
La
mappa
mostra, a titolo di esempio, la distribuzione delle stazioni di osservazione
della temperatura a due metri disponibili presso ARPA Lombardia, con
l'orografia in toni di grigio. Si tratta di stazioni solo nominalmente
attive: se si considera un
set di misure, si trovano dati
occasionalmente mancanti, stazioni ferme per manutenzione, oltre
naturalmente a errori grossolani e sistematici.
La qualità delle misure fornite da queste reti non è
uniforme: in particolare, anche ad essere ottimisti, non sempre sono
soddisfatti i requisiti degli standard WMO
(
World Meteorological Organization).
Sono pertanto necessarie procedure automatiche rigorose ed affidabili
di controllo di qualità dei dati.
Data la complessità del territorio, anche le osservazioni
di qualità accettabile sono spesso affette da importanti errori
di rappresentatività, dovuti a fenomeni meteorologici reali che
influenzano le misure di una particolare stazione, ma che non possono
essere risolti dalla rete osservativa perché le loro scale
temporali e spaziali sono troppo piccole.
Un vincolo importante per la stima di uno stato dell'atmosfera è
rappresentato dalle leggi della dinamica, che sono incorporate e
risolte da modelli dinamici.
Le tecniche avanzate di
data assimilation, che utilizzano insieme
modelli e osservazioni per realizzare stime ottimali di stati (e traiettorie)
dell'atmosfera (e/o dell'oceano), hanno ottenuto importanti successi soprattutto
in riferimento alle scale sinottiche e alle componenti più
grandi della mesoscala.
I modelli dinamici dell'atmosfera oggi (idrostatici e soprattutto
non-idrostatici) girano a risoluzioni confrontabili con quella delle reti
osservative locali.
L'applicazione diretta delle tecniche avanzate di data assimilation
a piccole scale dinamiche e a reti osservative ad alta risoluzione
presenta delle difficoltà di ordine scientifico e pratico, che
solo recentemente i centri più organizzati hanno iniziato
ad affrontare.
Sul piano pratico-operativo va detto che i campi di modello, globale o
regionale, non sempre sono disponibili, con la stessa frequenza temporale
dei dati, alle piccole organizzazioni che gestiscono le reti osservative
locali. Tali gruppi possono essere interessati a produrre campi
di analisi, anche se non sono organizzati per
run di modello
operativi.
Uno schema di analisi spaziale può in linea di principio, estrarre
tutto il contenuto informativo dalle misure della rete e permettere
lo sviluppo e l'implementazione di procedure di controllo di qualità
(consistenza spaziale) robuste ed affidabili.
Inoltre, mappe di analisi sono richieste per una grande varietà di
applicazioni pratiche: previsioni meteorologiche, verifica, monitoraggio
ambientale, monitoraggio idro-geologico, prevenzione incendi e protezione
civile.
In definitiva, ragioni per lo più pratiche rendono interessante la
produzione di mappe di analisi oggettiva di campi meteorologici anche in
modo indipendente dalla disponibilità di campi di modello.
D'altra parte l'alta risoluzione stessa dei modelli non-idrostatici richiede
mappe ad alta risoluzione di variabili vicino al suolo, sia per la
definizione dettagliata dei parametri superficiali, sia per la verifica
delle previsioni modellistiche.
In considerazione di tutti questi possibili obiettivi, le reti osservative
regionali e provinciali rappresentano una fonte di informazione utile,
alla condizione che la qualità dei dati sia sottoposta a
controlli affidabili.
In queste pagine sono presentate alcune applicazioni che sono state
sviluppate in questi anni in collaborazione con i servizi meteorologici
della Lombardia, della provincia di Trento e del Piemonte, con l'obiettivo
di mostrare l'utilità di queste reti e l'opportunità di
attivarne l'utilizzo.
Le mappe di esempio presentate in queste pagine si riferiscono a
situazioni meteorologiche caratterizzate dalla presenza di forti gradienti
(che rappresentano un duro test per ogni schema di interpolazione)
e selezionate per rappresentare una buona varietà di fenomeni
meteorologici ad alto impatto per le attività umane.