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Le previsioni del tempo – breve storia e spiegazione di come siano possibili.

L’uomo da sempre ha rivolto lo sguardo all’insù cercando di carpire i segreti dei mutamenti del tempo. C’ è chi imputava il bello e il cattivo tempo all’umore agli Dei o in generale alla divinità. Le previsioni del tempo ai giorni nostri vengono effettuate utilizando opportuni modelli matematici.

Meteosat MPE, immagine in tempo reale dal satellite meteorologico 2012/04/14 08:15 UTC

Le previsioni si dividono in :

  • previsioni a brevissima scadenza (fino a 12-18 ore), più note con il termine inglese di nowcasting;
  • previsioni a breve scadenza (oltre le 12- 18 ore e fino a 48 ore);
  • previsioni a media scadenza ( da 48 ore fino a circa 10 giorni);
  • previsioni a lunga scadenza (oltre i 10 giorni e fino ad un mese od una stagione).

I modelli matematici sono una rappresentazione (limitata) della realtà (si tengono in considerazione solo gli aspetti del fenomeno che si intendono analizzare) espressa con equazioni matematiche. Esprimere un pezzo di realtà sotto forma di formule matematiche più o meno complesse permette di di effettuare previsioni sullo stato in cui si troverà il sistema (ciò che è rappresentato , modellato, con tali formule) nel futuro . Un modello matematico descrive, quindi, l’evoluzione di un fenomeno o di un sistema: fornendo dei dati in ingresso (input) il modello restituisce dei dati in uscita (output). Il modello sarà quindi efficace se l’output è prossimo alle misurazioni effettuate nell’osservazione del fenomeno reale. Il modello utilizato per effettuare le previsioni del tempo è il sistema di equazioni che descrivono l’atmosfera , conoscere lo stato iniziale dell’atmosfera significa conoscere il valore di 7 variabili: le 3 componenti del vento secondo un sistema di riferimento tridimensionale (asse x verso est, asse y verso nord e asse z verso l’alto), la pressione, la temperatura, l’umidità e l’intensità delle velocità verticali. Il compito dei computer è quello di risolvere il sistema di equazioni che legano tra loro queste 7 variabili. Il modello utilizzato per le previsioni del tempo fa parte della categoria dei modelli caotici, prendono questo nome i modelli nei quali una variazione dell’input produce una forte variazione dell’output, per cui basta cambiare una delle variabili di ingresso al sistema per ottenere un risultato di previsione totalmente differente (effetto farfalla).

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Figura 3D dell’attrattore di Lorenz, descrive il comportamento di sistemi dinamici caotici come ad esempio è l’atmosfera terrestre

Il famoso aneddoto dell’effetto farfalla deriva da uno dei padri del moderno modello per le previsioni del tempo Edward Lorenz (pioniere e divulgatore della moderna Teoria del caos deterministico) la segente domanda : “Può il batter d’ali di una farfalla in Brasile provocare un tornado in Texas?” fu infatti il titolo di una conferenza tenuta da Lorenz nel 1972.

Riprendendo il discorso delle previsioni, oggi , che siamo al tempo della comunicazione sempre e ovunque, assumono sempre più importanza i satelliti metereologici tra cui ricordiamo Tiros, Meteosat, Nimbus, MSG . Per saperne di più sull’uso dei satelliti nella metereologia, consiglio di concedere 10 minuti del vostro tempo per guardare questo video. Nel 2010 la famiglia di satelliti Meteosat ha festeggiato 30 anni e la tv europea Euronews in collaborazione con l’ESA , ha pubblicato un interessante servizio 

Volete saperne di più? Seguite allora i link qui di seguito per approfondire la tematica trattata in questo articolo:

http://www.galois.it/drupal/node/64
http://www.meteovarese.net/Approfondimenti/Modelli.pdf
http://matematica.unibocconi.it/interventi/Lorenz/lorenz.htm
http://www.nemesi.net/farf.htm
http://www.meteorologia.it/meteocuriosando/storia_delle_previsioni_del_tempo.htm
http://www.margheritacampaniolo.it/meteo/storia_delle_previsioni.htm
http://it.wikipedia.org/wiki/Effetto_farfalla
http://it.wikipedia.org/wiki/Satellite_meteorologico
http://www.meteo.it/Mediateca-Meteopillole/I-modelli-fisico-matematici-per-le-previsioni-del-tempo/content/it/1-726-305389-57773

verascienza

  • Anonimo ha detto:

    Come sempre molto interessante ma per la completa comprensione dell’articolo bisogna avere un minimo di conoscenza…Ragazzi, leggete anche qualche link se ne avete il tempo…