Viaggio nelle nuvole in 3D grazie a una simulazione al computer che ne ricostruisce nascita e comportamento, mostrando le tempeste in azione e aiutando a capire come minacciano gli aerei. La ricerca è stata coordinata dal Politecnico di Zurigo, con il gruppo guidato da Markus Gross, e condotta in collaborazione con oltre 100 meteorologi di 19 centri di tutto il mondo.
Il risultato apre la strada a previsioni meteo più precise. La simulazione mostra infatti dettagli finora impossibili da studiare, come l'evoluzione in altezza delle nuvole che si verifica in condizioni di instabilità atmosferiche tali da poter provocare tempeste.
Le attuali simulazioni bidimensionali sulle quali si basano le previsioni del tempo non permettono infatti di conoscere a fondo molti fenomeni. "Il valore della nostra ricerca sta nel fatto che rendiamo visibile qualcosa che era impossibile vedere con gli strumenti esistenti", ha rilevato Nol Rimensberger, che ha contribuito alla simulazione.
Per Tobias Günther, responsabile del laboratorio di computer grafica del Politecnico di Zurigo, le simulazioni delle previsioni meteorologiche attualmente in uso sono già abbastanza complesse, ma hanno una risoluzione troppo grossolana per visualizzare le singole nuvole. Tuttavia, la nascita e e il movimento delle nuvole sono estremamente importanti per le previsioni del tempo, poiché influiscono notevolmente sullo scambio di energia e sulle precipitazioni
Basandosi su dati relativi a temperatura, pressione dell'aria, contenuto di vapore d'acqua nell'atmosfera e correnti, i ricercatori hanno ricostruito la formazione delle nuvole sulla Germania. Si vede inoltre come le nubi vengono trasportate verso l'alto dalle correnti ascensionali, fino all'altezza di oltre 10 chilometri, e come scatenano i temporali. Le nuvole 'verticali', come i cumulonembi, infatti, creano turbolenze e vortici che innescano tempeste e possono causare problemi anche agli aerei.
Classificazione delle nuvole (Rimensberger)
Per questo i ricercatori hanno sovrapposto alla simulazione le traiettorie di volo degli aerei commerciali, per vedere "come i temporali le influenzano" ha rilevato Rimensberger. Nella simulazione sono state riprodotte le rotte di aerei virtuali che, dopo il decollo da Francoforte, hanno attraversato un temporale non abbastanza forte da richiedere la deviazione della traiettoria, mentre per un altro volo virtuale partito da Monaco è stato necessario deviare la rotta per evitare un forte temporale che imperversava su Ratisbona.
Simulazione delle rotte degli aerei commerciali partiti da Francoforte mentre volano attraverso una tempesta (Rimensberger et al, 2017)
Il prossimo passo sarà rendere gli algoritmi ancora più efficienti perché quelli attuali richiedono elaborazioni al computer troppo lente e l'obiettivo ultimo è arrivare a simulazioni meteo in 3D in tempo reale. Questo "è un obiettivo al quale stiamo lavorando un po' tutti, ma è cruciale ottenerle in tempi compatibili con le esigenze delle previsioni, cioè almeno 48 ore prima", ha detto all'ANSA Dino Zardi, che insegna Fisica dell'atmosfera e del clima all'università di Trento. Ora, ha aggiunto, "non abbiamo ancora i calcolatori in grado di farle in questi tempi, ma un contributo potrà arrivare anche dal supercomputer del Centro europeo per le previsioni meteo che si prevede sia installato a Bologna a metà 2019".
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