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Tuesday, 17 May 2011 13:09

Dalle seghe mentali ai satelliti : Come è cambiata la meteorologia (2° Parte) Featured

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...Allora dove eravamo rimasti...ah si...siamo ai primi del '900...e arriviamo da un periodo in cui, dopo la nascita dei primi centri meteorologici che sembravano aver dato la spinta definitiva allo studio del "tempo che farà", a causa dei grossolani errori delle prime "previsioni" basate sulle neonate carte sinottiche, l'entusiamo si era nuovamente raffreddato.

Se fino a ora come abbiamo visto nella prima parte del post, gli Italiani furono gli inventori di molti strumenti e promotori di molte teorie sulla meteorologia, dagli inizi del '900 in avanti se ne andarono in vacanza e furono altri a dare vita a quella che è la meteorologia moderna. Tra il 1900 e il 1950 le scoperte/idee migliori arrivarono da 4 studiosi :

  • Lewis Fry Richardson (11 Ottobre 1881 - 30 Settembre 1953) : Fu il primo a proporre la teoria che per predire il meteo "futuro" fosse necessario risolvere sistemi di equazioni differenziali complesse (Weather Prediction by Numerical Process - 1922). In pratica risolvendo na valanga di integrali, equazioni, limiti, serie numeriche etc. secondo Richardson era possibile predire il tempo partendo dalle condizioni iniziali dello stesso... e tutto questo senza senza l'uso dei moderni computer...vaccadì... Ovviamente i risultati del primo tentativo di predire il tempo attraverso il calcolo di equazioni differenziali fu un disastro...il primo motivo del disastro fu il fatto che per riuscire a fare calcoli simili a mano serviva Dustin Hoffman in "Rain Man" e a quel tempo il sig. Hoffman non era ancora nato...e nemmeno i computer... Il secondo motivo "più meteorologico" era che non si riuscivano a determinare con precisione gli stati iniziali dell'atmosfera che dovevano essere il punto di partenza delle previsioni future. La bontà delle teorie di Richardson però fu dimostrata quando nel 1950 gli giunse la notizia che il primo ENIAC (quello vero...non quei cessi che si fermano un giorno si e l'altro pure con cui devo lavorare ogni giorno...) aveva calcolato le prime previsioni numeriche per le 24 ore successive in 24 ore ininterrotte di calcoli....fu questo il primo vero esempio di modello matematico previsionale.
  • Jeffrey, Sir Harold (1891-1989) : Era un matematico che non divenne famoso per essere diventato "vecio come el cucco" (99 anni!!) ma per essere stato il primo a classificare i venti in 3 diverse tipologie:
    • ciclone tropicale : ai tropici piove praticamente sempre perchè vi è la presenza constante di basse pressioni che sono appunto questi cicloni tropicali (spiegare il motivo per cui sono li richiederebbe un altro post...quindi prendetelo per buono!)
    • ciclone mobile extra tropicale: ovviamente non è che piove solo ai tropici...quindi quando si formano centri di bassa pressione in giro per il globo questi si chiamano appunto cicloni mobili extra tropicali.
    • brezze locali: beh questo l'è facile

ma soprattutto per aver intuito che lungo i meridiani vi erano delle oscillazioni delle correnti d'aria che erano responsabili dello scambio di calore tra i poli e l'equatore... in pratica il motivo per cui al polo nord non fa sempre più freddo e all'equatore non fa sempre più caldo (visto che nel primo il freddo accumulato è maggiore del caldo ricevuto ... e viceversa all'equatore) è per via di questo scambio...

  • Carl Gustaf Arvid Rossby: (che in amicizia chiameremo Rossby e si pronuncia come il Roast Beef) prese spunto dalle teorie del suo amico Jeffrey e definì quelle che ancora oggi si chiamano Onde di Rossby. Dal punto vista meteorologico all'onda di Rossby si associano, attraverso divergenza e convergenza d'aria, rispettivamente zone anticicloniche o di alta pressione e zone cicloniche o di bassa pressione come ad esempio le saccature fino all'eventuale cut-off sotto forma di gocce fredde (eh si proprio quele che ci fanno divertire un casino quando arrivano sull'Italia...soprattutto in Inverno..). Tali onde, ed i fenomeni atmosferici ad esse associati, rappresentano dunque uno dei mezzi fondamentali attraverso i quali la circolazione terrestre scambia calore dall'equatore ai poli.
  • Vilhelm Bjerknes: Durante la prima guerra mondiale sto tizio installò una serie di stazioni meteorologiche in giro per la Norvegia. Le informazioni provenienti da tali stazioni permisero a lui e ai suoi colleghi dell'Istituto di Geofisica di Bergen, di formulare la teoria dei fronti polari basata sulla scoperta che masse d'aria con differenti caratteristiche (di presisone, tempratura , etc) compongono l'atmosfera. In pratica la teoria dei fronti di Bjerknes spiegava come i cicloni extratropicali tendessero a formarsi lungo una linea di demarcazione (il fronte appunto) posta al suolo, lungo la quale si fronteggiavano perennemente masse d'aria fredda e masse d'aria calda. In pratica se si riusciva a tracciare su di una mappa dove si trovasse il fronte e si osservava come tale fronte i muoveva nel tempo secondo Bjerknes era possibile determinare dove (fra qualche ora) si sarebbe trovato il fronte e quindi il ciclone ad esso associato...Per dirla in parole povere : caldo e freddo vicini non vanno d'accordo quindi tendono a rompersi i cog*ioni a vicenda...questo rompimento di palle fa si che si formino centri di bassa pressione responsabili del maltempo...questo si chiama in meteorologia metodo sinottico. Me cojio*i... detta così verrebbe da dire: "caspita sembra talmente na putta*ata che viene da chiedersi come mai si è dovuto apettare il 1918 per arrivarci....

Il metodo sinottico però ha un grosso "difetto": è applicabile con buona precisione solo per le previsioni a brevissima scadenza...quindi fin che si deve prevedere il tempo che farà fra 6/8 ore ok...ma dopo è come tirare ad indovinare...sinceramente non so se i meteorologi della Ferrari nell'ultimo gran premio a Montreal hanno applicato questo metodo...ma a giudicare dalla strategia che hanno adottato direi che: o hanno letto male i dati o che si sono affidati al Mago Otelma (divagazione polemica su Domenicali e il suo staff...)

E' però evidente (oggi almeno lo sappiamo) che il tempo meteorologico non dipende solo dalle condizioni che si possono osservare al suolo ma anche da tutto quello che succede nell'atmosfera alle medie altezze (5Km) ma fino a quando non si è scoperto un modo per "osservare" le condizioni di pressione, temperatura, etc. a quelle altezze queste rilefazioni erano pressochè impossibili...fu grazie alle onde radio (che consentivano di trasmettere informazioni a distanza) che si iniziò a mandare in "orbita" radio sonde (usate ancora oggi) in grado di trasmettere a terra ciò che rilevavano.

Secondo De Gregori, "la guerra è bella anche se fa male" e diciamo che nel caso della meteorologia possiamo dire che sia davvero così...infatti molte invenzioni di carattere militare nate nel corso della Seconda Guerra Mondiale, trovarono largo impiego in meteorologia...insomma piuttosto di non usarle, i militari, visto la barca di soldi che avevano speso per inventarle, decisero di metterle a disposizione degli scienziati. Fra tutte queste invenzioni ritroviamo i radar che consentono di mettere in evidenza le piogge in atto all'interno delle nubi situate in zone molto ampie (800 km di diametro) e come abbiamo visto in precedenza anche i primi computer che consentirono di "elaborare" correttamente le intuizioni di Richardson.

Quindi risolto il primo problema della teoria di Richardson (ossia il calcolo effettivo della soluzione delle equazioni) rimaneva il secondo, ossia quello di riuscire a determinare con precisione le condizioni iniziali dell'atmosfera da cui partire per poi elaborare il modello e quindi la previsione. Allo scopo è stato istituito dall'ONU un sistema modiale per l'osservazione del tempo coordinato da un ente denominato OMM (Organizzazione Meteorologica Mondiale). L'OMM gestisce una rete di stazioni sinottiche a terra (oltre 10000) e in quota (circa 1200) in grado di raccogliere simultaneamente informazioni sulla condizione meteorologica delle aree coperte, determinando con una buona precisione le condizioni iniziali attrverso cui elaborare un moderno modello matematico. C'è da dire che questa rete è sotto dimensionata e che i moderni computer (anche i più complessi) non sono in grado di elaborare nel dettaglio i complessi modelli matematici che dovrebbero essere utilizzati per rappresentare al meglio le condizioni atmosferiche..e quindi anche oggi le previsioni "sbagliano"...e forse sbaglieranno sempre...anche perchè ci sono zone nel mondo talmente "complesse" (come la nostra Pianura Padana) in cui basta veramente che un pettirosso faccia na scorreggia per cambiare completamente le condizioni meteo della zona...oltre che quelle "olfattive"..

Siamo arrivati ad oggi...dove a farla da padrone sono i Satelliti...questi oltre a riuscire ad osservare in continuazione lo spostamento delle masse nuvolose, sono, o meglio saranno, in grado di determinare le condizioni iniziali di tutti i parametri (necessari ad effettuare una previsione) con una precisione maggiore, su scala più estesa (anche sugli oceani ad esempio) e con un campionamento molto più ristretto... quindi possiamo dire che finalmente riusciremo a prevedere il tempo con precisione? la risposta è no perchè qualsiasi cosa noi si faccia per provare non dico a controllarlo ma quanto meno a prevederlo, il meteo sarà sempre un passo avanti a noi...ed è forse questo che lo rende così "affascinante".

Direi che questo è tutto...è vero, siamo passati dalle seghe mentali ai satelliti...ma come abbiamo visto, nonostante la scienza abbia fatto passi da gigante vale ancora oggi il proverbio..."tempo, cul e siori i fa quel che i vol lori!" :-)

Ciao!

(gli spunti per scrivere questo post sono tratti da "Manuale di Meteorologia" di M. Giuliacci, A. Giuliacci, P. Corazzon edito da Alpha Test)

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