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I dati delle stazioni della rete Meteonetwork utilizzati dal modello WRF-MNW

Scritto il: 
Martedì 13 Dicembre 2011

Come tutti ben sapranno è ormai poco più di un anno che è disponibile online il modello WRF-MNW gestito dalla nostra Associazione  il quale permette di ottenere delle previsioni di 48h su tutto il territorio italiano. Questo modello però ha qualcosa di particolare: l’assimilazione dei dati delle stazioni appartenenti alla rete Meteonetwork! 

Il percorso che ci ha portato a questo risultato è stato piuttosto lungo, vogliamo quindi riassumervelo in brevemente. 

Nella suite di funzioni legate al modello WRF è presente la 3DVAR (three-dimensional variational data assimilation) che utilizza, oltre ai dati classici del modello globale GFS (0.5°) un gran numero di dati provenienti dalle reti METAR, SYNOP, dai radiosondaggi e da satellite per ricavare migliori condizioni iniziali (più vicine alla situazione reale e quindi affette da minor errore) che permettono di ottenere dei miglioramenti significativi sulla previsione deterministica. Di default durante l’assimilazione vengono utilizzati dati standard reperibili nello spazio web del NCEP (National Centers for Environmental Prediction), anche se è possibile introdurre altri dati come quelli dei radar meteorologici o di altre reti di stazioni “non ufficiali”: è proprio da qui che si è sviluppato il nostro lavoro.

Durante la stagione invernale di quest’anno (2011) abbiamo cominciato ad approfondire l’argomento dell’assimilazione legata al modello WRF e nello stesso periodo abbiamo avuto i primi contatti con Fabio Gervasi che gestisce il modello WRF-NMM presente sul sito Centrometeo: anche lui nello stesso periodo stava sviluppando il modello WRF ed in particolare la tematica del 3DVAR. Dopo qualche chiaccherata abbiamo deciso di avviare una collaborazione e unire le forze con lo scopo di ottenere un sistema di assimilazione a livello operativo con la possibile inclusione della rete MNW. 

Abbiamo quindi cominciato piano piano a muovere i primi passi e le difficoltà incontrate sulla nostra strada sono state molte, tuttavia grazie alla collaborazione abbiamo sempre trovato un modo per risolverle. La più ostica è stata quella di “preparare” i dati della rete in modo da essere utilizzati dal modello anche a causa di una scarsa documentazione presente online: dopo diversi tentativi siamo riusciti a risolvere il problema grazie all’aiuto di Alessandro Raolil, sistemista di Meteonetwork, con il quale abbiamo successivamente sviluppato l’intero processo che ci permettesse di estrarre a livello operativo tutti i dati della rete e di organizzarli nel particolare formato che ci interessava. In primavera siamo partiti con i primi test cercando di capire quanto e come influisce l’assimilazione nella previsione del modello: la differenza maggiore risiede nella inizializzazione del modello che ci ha permesso di osservare come i campi delle diverse varibili meteorologiche abbiano una risoluzione molto maggiore dopo aver effettuato l’assimilazione rispetto all’inizializzazione ottenuta dai dati del modello globale GFS il quale ovviamente ha una risoluzione più grossolana di un LAM

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Analisi delle temperature a 2m alle 00z del 11/12/2011 da GFS 0.5°

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 dopo l’assimilazione delle stazioni con il metodo 3DVAR (dx).

Questo risultato sicuramente permette di avere risultati migliori soprattutto nelle prime 3-6 ore di previsione e di conseguenza influisce anche sul resto della simulazione. Una volta effettuati un discreto numero di test e dopo aver perfezionato l’intero sistema di assimilazione abbiamo deciso di rendere operativo il 3DVAR il 6 luglio, mantenendolo in fase di prova per qualche mese in modo da poter controllare che il sistema fosse stabile ed eventualmente agire per apportare dei miglioramenti. 

Siamo quindi arrivati ad oggi, dopo mesi di duro lavoro, all’ufficializzazione dell’assimilazione dei dati di temperatura, pressione e umidità relativa delle stazioni Meteonetwork con lo scopo di migliorare la performance del modello WRF-MNW che, ricordiamo, è liberamente accessibile a tutti senza nessuna restrizione. Questo progetto è altresì importante per la collaborazione che abbiamo sviluppato con Fabio con il quale ci siamo riproposti di verificare l’effettiva utilità del 3DVAR su due tipi diversi di modelli, il nostro modello che è un ARW (Advanced Research WRF)  ed il suo che invece è un NMM (Nonhydrostatic Mesoscale Model):  tra qualche mese avremo la volontà di presentare congiuntamente dei piccoli studi che inseriremo sia sulla home di Meteonetowork sia sul sito di Centrometeo.

Ci teniamo a ricordare che i dati vengono utilizzati a scopo di ricerca e in nessun modo vengono utilizzati per altri scopi: il procedimento di assimilazione sfrutta tutti i dati della rete, quindi se per qualche motivo il possessore di una stazione fosse contrario all’utilizzo del suo dato in questo processo può inviare una mail a mymeteonetwork.team@meteonetwork.it  richiedendo di non partecipare a questo progetto.

Vorremo ringraziare tutti quelli che hanno reso possibile il raggiungimento di questo importante traguardo: Fabio Gervasi persona capace dalla simpatia travolgente, Alessandro Raolil sempre disponibile ad aiutarci a risolvere ogni tipo di problema e per finire Marco Giazzi che accoglie sempre con grande entusiasmo le nostre proposte rendendole poi possibili.

Per concludere ci teniamo a sottolineare l’importanza di questo progetto che, oltre all’aspetto scientifico molto rilevante, è un esempio lampante di quanto sia importante e bella la collaborazione tra realtà diverse in quanto permette di raggiungere risultati che difficilmente possono essere raggiunti lavorando divisi. 

Vi ricordiamo infine i link alle pagine dei due modelli:

WRF-MNW by Meteonetwork 

http://www.meteonetwork.it/models

WRF-NMM by Centrometeo

http://www.centrometeo.com/modelli-numerici/modello-wrf-nmm.html

Un saluto dallo staff di Meteonetwork!

Andrea Chini

Gianluca Ferrari

Marco Giazzi