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Le carte meteorologiche, strumento essenziale per la navigazione aerea e marittima, rappresentano il tempo meteorologico in una determinata regione e sono prodotte tramite modelli matematici. Tale tesi analizza per primi i parametri ed i dati utilizzati dai modelli come la temperatura, il punto di rugiada, la pressione, le precipitazioni ed il vento; poi esamina le varie fasi del processo di elaborazione degli stessi
Quest’ultimo lo si può suddividere in quattro macrofasi: la raccolta dei dati, l’assimilazione degli stessi, la previsione numerica ed infine la verifica delle previsioni. Tali modelli operano utilizzando l’equazione fondamentale e producono come prodotto finale carte delle previsioni bariche. Nella moltitudine dei vari modelli matematici esistenti, nel seguente elaborato, ne vengono presi in considerazione i principali tre: quello europeo il ECMWF; quello americano, il GFS ed infine quello inglese, l’UKMO. L’ultima fase citata precedentemente consiste nella verifica delle previsioni, per determinare l’attendibilità di queste bisogna quindi iniziare l’analisi dalla verifica di tali modelli analizzando la corrispondenza tra l’osservazione e la relativa previsione. Questo processo viene fatto al fine di monitorare e migliorare la qualità delle stesse oltre a confrontare i diversi sistemi di previsione. Vengono utilizzati diversi parametri e metodi di di verifica standard differenti a seconda della tipologia di previsioni. Di quest’ultime ne esistono di due tipi: quelle probabilistiche riguardano la non linearità dell’atmosfera, mentre quelle categoriche sono utilizzate per eventi dicotomici. Per avere una migliore attendibilità è doveroso iniziare lo studio a partire dalla raccolta dei dati utilizzati e successivamente elaborati dai diversi modelli matematici, poiché l’aumento della precisione di tale raccolta comporta come principale conseguenza l’aumento dell’affidabilità del prodotto finale.
I dati sono raccolti tramite diversi mezzi e utilizzando tecniche diverse, tra questi vi sono i satelliti meteorologici, i quali permettono di raccogliere una grande mole di dati in tempo reale e forniscono come prodotto immagini sia al visibile sia all’infrarosso. Le osservazioni da satellite sono trattate nella presente tesi analizzandone l’applicazione a livello europeo tramite l’agenzia EUMETSAT, per poi focalizzare l’attenzione riguardo al ruolo cruciale del nostro Paese nei progetti COSMO-SKYmed e Copernicus. L’importanza del telerilevamento per uno stato lo si può ritrovare a livello Difesa, per questo è importante analizzare questo argomento nell’ottica di studiarne l’obiettivo operativo. Il futuro in tale contesto vede l’Italia impegnata nel progetto Caligola per implementare il sistema Lidar oltre all’impiego di radar ad alta risoluzione nel progetto Prisma.
Per comprendere come i dati ed i parametri considerati possano produrre, a seguito di una loro elaborazione, una previsione meteorologica, si deve analizzare l’interazione che sussiste tra l’atmosfera e gli oceani andandone ad analizzare gli aspetti fisici, chimici e biologici oltre ai fenomeni direttamente causati dal complesso meccanismo di scambio energetico e termico tra questi due elementi. In relazione a ciò si è analizzato il sempre più attuale fenomeno globale del Nino legato agli Alisei, oltre al fenomeno opposto, la Nina che negli ultimi anni ha interessato l’Europa, andando a sottolineare come negli ultimi mesi sembra ci sia stato una totale inversione della preponderanza del Nino rispetto alla Nina. Questo fenomeno porta ad un innalzamento della temperatura degli oceani oltre ad ulteriori conseguenze riguardo la salinità e la stratificazione degli stessi, l’evento considerato è diretta conseguenza del riscaldamento globale e negli ultimi anni ha portato a disastri naturali di entità sempre maggiori creando disagi ambientali e problemi per le comunità urbane. L’analisi di queste interazioni diviene fondamentale in ambito Marina Militare poiché un miglioramento delle previsioni ha come diretta conseguenza la possibilità di implementare un sistema operativo a livello di Forza Armata molto più efficiente ed efficace. L’impegno dell’Italia lo si può osservare sia nell’impiego dei mezzi a livello difesa e nell’ambito della ricerca scientifica, come per esempio Nave Alliance nelle sue campagne nell’Artico, sia nella partecipazione al progetto Europeo Circe e allo sviluppo di nuovi modelli, i CPM (Convective Permetting Models) studiati partendo dall’osservazione dei fenomeni convettivi sulle Alpi Settentrionali.
La nostra Forza Armata interviene con un ruolo di primo piano nella lotta al cambiamento climatico sensibilizzando la comunità tramite, oltre il proprio lavoro giornaliero, convegni e iniziative aperte al pubblico. Riguardo al tema principale di tale elaborato, lo strumento operativo inteso come unità navale nella sua attività ha un bisogno continuo di conoscere con precisione le previsioni meteorologiche relative alle diverse aree operative in modo tale da avere un eventuale vantaggio su forze ostili, potendo mettere in campo le giuste misure, o evitando situazioni che potrebbero mettere in pericolo la vita dell’equipaggio e l’incolumità della stessa unità. È quindi fondamentale riuscire a colmare eventuali lacune presenti nelle realizzazioni di tali strumenti ed essere in grado di scegliere il modello di riferimento più affidabile.
Per raggiungere tale scopo la presente tesi prevede la presenza di uno studio che consiste nell’analisi delle Eps dei tre modelli principali in un giorno prestabilito, prendendo in considerazione le previsioni ad una settimana, quelle più ravvicinate ed infine le analisi, la seguente tesi arriva quindi all’obiettivo di definire quale tra questi sia più affidabile. Un ulteriore obiettivo dell’elaborato consiste nel capire quale tra i vari parametri immessi nei modelli matematici abbia una maggiore influenza nel prodotto finale, o la mancanza di quale di questi abbia portato ad un’eventuale minore precisione. Infine, proporre migliorie anche a livello locale per potere implementare un sistema di raccolta dati più preciso e quindi poter avere come diretta conseguenza un prodotto finale nettamente più affidabile e quindi più efficace dal punto di vista operativo. In futuro si prevede quindi una maggiore attenzione ai modelli matematici, come essi lavorano e con quale precisione vengono immessi i dati nel sistema, inoltre in una logica futura è importante prendere in considerazione software che tramite un confronto tra i vari modelli possano avere come prodotto finale la così detta ensemble forecast.