Ricostruzione delle precipitazioni areali a grande scala mediante radar meteorologici = Reconstruction of large-scale areal precipitation using meteorological radar

La variabilità spazio-temporale dei campi di precipitazione è da tempo oggetto di studio da parte di numerosi gruppi di ricerca per ricostruire gli eventi di notevole entità, responsabili di alluvioni e altri rischi di natura idrogeologica a danno del territorio. In particolare, con l’intensificarsi dei fenomeni estremi correlati ai cambiamenti climatici, negli ultimi decenni tali studi hanno proposto tecniche sempre più affinate ed evolute per ottimizzare le previsioni nell’immediato (nowcasting) e di conseguenza fronteggiare tempestivamente i disastri naturali, attraverso un costante monitoraggio delle precipitazioni. In questo contesto subentra la tecnologia dei radar meteorologici che fornisce un ampio contributo nelle metodologie di stima dell’intensità di precipitazione, fondamentale punto di partenza per successive applicazioni idrologiche. L’impiego dei radar offre la possibilità di avere una visione globale, in tempo reale, dei fenomeni di precipitazione in atto su un’area molto vasta, e allo stesso tempo un monitoraggio continuo sia dal punto di vista spaziale, rilevando anche gli eventi localizzati, sia dal punto di vista temporale, grazie all’elevata frequenza di osservazione (5-10 minuti). Tuttavia, l’informazione meteorologica derivante da questi strumenti risulta affetta da parecchi errori di misura, arrecati soprattutto da problemi che interessano la fase di acquisizione dati dall’atmosfera. Per citarne uno, la propagazione del segnale emesso dall’antenna radar può subire fenomeni di attenuazione per la presenza di ostacoli fisici al suolo (per esempio i rilievi montuosi), limitando così l’efficienza del campionamento. Se questi aspetti sono trattati senza applicare le opportune correzioni, conducono ad un'errata valutazione dei campi di pioggia che si ripercuote a sua volta in un’analisi idrologica delle piene imprecisa. Per facilitare la comprensione degli errori radar e fornire un’interpretazione accurata, le stime dedotte da radar sono integrate con le misure puntuali dei pluviometri. Il confronto tra le due misure e le successive elaborazioni necessarie per ricostruire la distribuzione spaziale delle precipitazioni richiede l’applicazione di opportuni algoritmi. L’obiettivo del presente lavoro di tesi è quello di indagare le procedure di elaborazione adottate per stimare l’intensità di pioggia su una determinata area unendo i dati di partenza (data merging) acquisiti da due strumenti, appunto radar e pluviometro, mettendo in luce i vantaggi che derivano da questa fusione e come l’uno compensa i limiti dell’altro. Nella prima parte del testo è descritto il parallelismo tra il metodo adottato in Italia gestito dalla catena operativa della Protezione Civile e quello negli Stati Uniti, focalizzando l’attenzione sulle procedure mirate a correggere l’errore delle stime radar e le caratteristiche che emergono tra i diversi approcci di trattazione dei dati, dalla misurazione sino all’ottenimento dei prodotti finali. La seconda parte della tesi è incentrata sull’analisi di alcuni eventi di precipitazione verificatisi in Italia negli ultimi anni, considerando due zone distinte dal punto di vista orografico e climatico per offrire una visione trasversale delle tecniche di elaborazione dei dati radar e quindi valutarne le prestazioni in contesti tra loro differenti.