Gli errori delle previsioni: neve in montagna, neve in pianura?

Oggi vorremmo esporre brevemente, ed in un linguaggio accessibile a tutti, uno dei problemi più evidenti delle previsioni meteorologiche automatizzate che spesso si trovano su internet, ed in parte anche sul nostro sito. In particolare, vorremmo concentrarci sulla differenza che può fare la presenza di una catena montuosa sulla previsione della neve.

Per fare le previsioni meteorologiche servono i computer. Sono davvero necessari?

Si, perché senza macchine capace di fare molti calcoli al secondo non riusciremmo MAI a “risolvere” ed utilizzare le equazioni che governano i moti atmosferici. Si tratta di equazioni molto complesse, che non hanno soluzioni evidenti ma che possono essere utilizzate per avere qualche “indizio” ed “approssimazione” sull’evoluzione di una massa d’aria.

L’utilizzo di mezzi digitali come i computer ha solo vantaggi?

Assolutamente no. Banalizzando, potremmo sostenere che per ogni 50 aspetti favorevoli esiste almeno 1 nuovo problema da risolvere. Certo, si tratta di un bilancio che pende chiaramente a favore della tecnologia, ma spesso quel nuovo problema può portare a risultati completamente errati. Per capire questo dobbiamo pensare che il passaggio al digitale comporta una perdita di dati. Convertire un vecchio vinile in MP3, fare la scansione di un’immagine sono tutte operazioni che inevitabilmente abbassano la qualità del prodotto iniziale. Questo perché il processo di conversione tende a “spezzettare” l’informazione originale in elementi di grandezza finita (nei computer sono i bit) che, per definizione, non possono riprodurre esattamente il dato di partenza.

Nei modelli numerici di previsione meteorologica questo aspetto è costituito dalla discretizzazione, purtroppo necessaria, del terreno e dell’atmosfera. Bisogna immaginare che tutta l’aria che ci circonda venga divisa in numerosi cubi dal computer, che si occupa di gestire ognuna di queste porzioni seguendo le leggi della fisica.

Discretizzazione del dominio

Ovviamente, minore è la dimensione dei cubi, maggiore è la risoluzione del modello: una cartina con risoluzione di 100 chilometri non vi sarà di nessun aiuto nel distinguere Bologna da Modena (distanza circa 60 km). Questo è esattamente il problema che ci si pone quando si elaborano previsioni meteorologiche: quanto grandi devono essere i cubi per descrivere accuratamente i fenomeni che si svolgono al loro interno?

Spesso questa risposta è fornita necessariamente dalle disponibilità economiche di chi fa la previsione: per previsioni con maggiore risoluzione, teoricamente (ma solo teoricamente) più accurate, serve un computer più potente e, dunque, più soldi… Risulta quindi immediato, in situazioni delicate, ripiegare su modelli con minore risoluzione.

Ma veniamo alla neve. Immaginate una zona caratterizzata da valli e rilievi molto alti nelle vicinanze. Se la risoluzione del nostro modello non è abbastanza alta da catturare queste peculiarità, potremmo trovarci con un cubo che include al suo interno località poste ad altitudini molto diverse tra loro.

Esempio di griglia meteorologica sovrapposta a montagne e avvallamenti

Ebbene, risulta chiaro come, in caso di potenziale nevicata, non vi sia alcun modo di distinguere una città in valle, dove magari fa troppo caldo per poter veder fioccare, dalla cima di un monte, dove invece la neve cade già copiosa da giorni.

Occorre quindi raggiungere un numero di cubi sufficiente per poter descrivere correttamente la variazione imposta dalle montagne.

E questo è solo il primo dei problemi….