seminar: Matematica e Meteorologia
speaker: Elisabetta Cordero (CESI)abstract: E’ possibile prevedere il tempo meteorologico? Questa è una domanda che ha affascinato a lungo gli studiosi e alla quale, forse inaspettatamente, si può cercare di dare una risposta attraverso la matematica. Inizialmente, nella prima metà del secolo scorso, si è incominciato col formulare le equazioni che descrivono i moti atmosferici. Poiché tali equazioni non si possono risolvere analiticamente, il passo successivo è stato quello di formulare modelli numerici dell’atmosfera (modelli atmosferici) che si potessero utilizzare per calcolare soluzioni approssimate delle equazioni, conoscendo lo stato attuale dell’atmosfera definito da vento, pressione e temperatura osservate dalle stazioni meteorologiche e tenendo conto dei processi fisici che influenzano le condizioni meteorologiche (ad esempio radiazione solare, nubi, precipitazione). Le soluzioni approssimate calcolate dai modelli atmosferici sono interpretate dai meteorologi per fornire le previsioni del tempo, generalmente fino a cinque giorni nel futuro. L’accuratezza delle previsioni meteorologiche è in continuo miglioramento grazie alla maggiore comprensione dei fenomeni meteorologici acquisita nel corso degli ultimi cinquant’anni, alla disponibilità di un maggior numero di osservazioni, ai progressi nella ricerca che hanno permesso di sviluppare modelli atmosferici sempre più sofisticati ed efficienti. Tuttavia le previsioni meteorologiche sono caratterizzate da una componente di incertezza che balza agli occhi del pubblico soprattutto nei casi in cui esse risultano essere errate. Una prima fonte di incertezza è data dalle condizioni iniziali che sono assegnate a partire dalle osservazioni dello stato dell’atmosfera e sono affette da errori di misura. Tali errori possono influenzare in modo significativo le previsioni, per il fatto che l’atmosfera è un sistema caotico per il quale errori anche piccoli nelle condizioni iniziali possono portare a differenze sostanziali nelle soluzioni calcolate. Un ulteriore elemento di incertezza è dovuto alle approssimazioni utilizzate nei modelli atmosferici, in particolare nella rappresentazione dei processi fisici. Negli ultimi dieci o vent’anni si è dunque cercato di includere la componente di incertezza nelle previsioni meteorologiche ed accanto ai modelli atmosferici deterministici descritti sopra, che calcolano una sola previsione meteorologica a partire dalle condizioni iniziali assegnate, si sono sviluppati modelli probabilistici. Questi generano un insieme di condizioni iniziali perturbando quelle assegnate e da ciascuna di esse calcolano una previsione meteorologica; dall’insieme di previsioni meteorologiche così ottenute calcolano la probabilità che si verifichi una determinata condizione atmosferica. Durante la conferenza ci si propone di dare una panoramica delle equazioni che descrivono i moti atmosferici, dei modelli atmosferici che le approssimano e di come questi vengano utilizzati per produrre le previsioni meteorologiche.
timetable:
Wed 16 Nov, 21:00 - 23:00, Aula Dini
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