Di cosa si tratta esattamente?

La grandine viene misurata con diversi metodi. Il progetto «Climatologia svizzera della grandine» utilizza dati radar e approcci statistici per creare una climatologia nazionale della grandine di riferimento. Con ciò è possibile stimare la probabilità del verificarsi di eventi rari.  

Das Foto zeigt eine Nahaufnahme von Hagelkörnern

Gli eventi di grandine si verificano per lo più su piccola scala e hanno breve durata. Questo rende molto difficile la misurazione della grandine. Per questo motivo mancano osservazioni sistematiche e esaustive della grandine sul terreno. Le mappe di grandine attualmente esistenti hanno generalmente una risoluzione grossolana dal punto di vista spaziale, non sono uniformi tra di loro e sono in parte obsolete. Poiché la grandine è però estremamente importante per molti settori, sono continuamente sviluppati e utilizzati nuovi metodi di misura, in linea con le possibilità tecnologiche in continua evoluzione. Tuttavia, la maggior parte dei dati di queste misure moderne sono disponibili solo selettivamente in termini di copertura spaziale e/o non sono ancora disponibili in quantità e qualità sufficienti per delle analisi climatologiche.

 
 
Come si misura la grandine?

Hail pads

Gli hail pads sono piastre di polistirolo ricoperte da un foglio di alluminio sulla cui superficie si possono vedere delle ammaccature dopo che i chicchi di grandine le hanno colpite. Ciò consente di trarre conclusioni sulla dimensione dei chicchi di grandine caduti. Queste osservazioni della grandine sono puntuali, poiché reti fitte di hail pads sono pensabili solo su piccole aree. Gli hail pads vengono controllati e valutati al massimo una volta al giorno. I costi sono bassi, ma la mole di lavoro è elevata. Attualmente in Svizzera non esiste una rete di hail pads.

Fonte: CoCoRaHS

Sensori della grandine automatici

I sensori della grandine automatici sono costituiti da un disco in makrolon, che genera vibrazioni al momento dell’impatto della grandine. Queste vibrazioni vengono registrate da un microfono e la dimensione dei chicchi di grandine può quindi essere stimata usando apposite curve di calibrazione. Dopo un’iniziale mole di lavoro elevata per l'installazione e la calibrazione, il lavoro richiesto è poco. I costi dei sensori sono però elevati. Una rete di sensori della grandine automatici composto da 80 sensori è attualmente in fase di realizzazione negli hotspot della grandine in Svizzera. Maggiori informazioni sui sensori della grandine si trovano nella quarta parte della serie di blog di grandine del 2019.

Fonte: MeteoSchweiz / Franziska Keller

Dati sui sinistri delle compagnie assicurative

I dati relativi ai sinistri delle compagnie assicurative hanno generalmente una risoluzione spaziotemporale bassa: di solito, per i danni da grandine, solo il giorno e il codice postale sono noti. Solide conclusioni sulla dimensione della grandine che ha causato un danno non sono possibili. Inoltre, la disponibilità di questi dati è bassa, in quanto raramente condivisi dalle compagnie assicurative.

Dati di crowdsourcing

Le segnalazioni sulla grandine fatte dalla popolazione, derivanti cioè dal cosiddetto «crowdsourcing» (ad es. tramite l’App MeteoSvizzera) forniscono informazioni sulla dimensione della grandine con indicazione precisa del luogo e dell'ora dell’osservazione. La distribuzione di questi dati dipende dalla densità della popolazione; in Svizzera, la copertura territoriale nelle aree popolate è generalmente elevata. I dati derivanti dal crowdsourcing sono relativamente poco costosi, ma richiedono importanti controlli di plausibilità previo analisi, ad esempio per identificare e filtrare le segnalazioni false. Ulteriori informazioni sul crowdsourcing si trovano nella terza parte della serie di blog sulla grandine del 2019.

Radar meteorologico

La Svizzera dispone di una rete radar con cinque radar meteorologici e le loro misure coprono l'intero paese ad alta risoluzione spaziale e temporale (1 km2, 5 min). Per ricavare informazioni sulla grandine, i segnali radar sono congiunti a informazioni sulla temperatura atmosferica, tipicamente l'altezza del limite dei zero gradi celsius, derivanti dal modello di previsione meteorologica COSMO. MeteoSvizzera calcola operazionalmente due grandezze relative alla grandine, i cui algoritmi sono stati sviluppati sulla base di osservazioni al suolo. Sono calcolate, da un lato, la probabilità di grandine che giunge al suolo (Probability of Hail, POH) e, dall'altro, la sua dimensione (Maximum Expected Severe Hail Size, MESHS). Ulteriori informazioni sulla rete svizzera dei radar meteorologici sono disponibili qui.

Dei diversi metodi di osservazione disponibili in Svizzera, i dati radar sono i più adatti per il calcolo della climatologia della grandine, poiché questi dati hanno un’alta risoluzione spaziotemporale su tutto il territorio. Questo è infatti un prerequisito fondamentale per la mappatura delle cellule temporalesche grandigene che sono generalmente piccole e di breve durata. Dal 2002 i dati dei radar meteorologici sono disponibili in qualità sufficientemente alta e ricoprono tutta la Svizzera su una griglia di 1 km x 1 km. Tuttavia, anche i dati radar pongono delle sfide: da un lato, i segnali radar vengono misurati in quota, e devono essere prima convertiti per fornire informazioni sulle condizioni meteorologiche a terra. D'altra parte, i sistemi radar stessi e i dati dei modelli meteorologici, che insieme compongono gli elementi base degli algoritmi della grandine, si sono continuamente evoluti dal 2002 a oggi. Benché questi cambiamenti abbiano migliorato la qualità delle osservazioni e delle previsioni, essi hanno anche un influsso svantaggioso sulla comparabilità a lungo termine delle misure. Nel progetto «Climatologia svizzera della grandine», gli effetti di questi cambiamenti tecnici sulle serie di dati a lungo termine sono per la prima volta documentati e quantificati in modo sistematico e corretti dove possibile.

L'obiettivo è quello di ottenere una serie temporale di dati il più omogenea possibile, in modo da poter trarre informazioni sugli eventi di grandine avvenuti nel periodo dal 2002 a oggi. Per verificare e calibrare gli algoritmi radar della grandine nel modo più accurato possibile in base alla grandine misurata sul terreno, vengono prese in considerazione le segnalazioni di crowdsourcing e le misure dei sensori automatici.

La figura mostra quali passi sono necessari per arrivare dai radar meteorologici e dai modelli di previsione meteo alle mappe di frequenza della grandine. Dati provenienti dai radar meteorologici e dai modelli di previsione meteo sono combinati per ottenere i dati radar sulla grandine per le previsioni e gli avvisi a breve termine. In questi vengono identificate e filtrate le incertezze per ottenere un insieme di dati sulla grandine climatica. Questa base di dati può essere utilizzata per applicazioni a lungo termine. Le valutazioni statistiche e gli approcci come il ricampionamento possono essere utilizzati per produrre mappe di frequenza per la prevenzione e la gestione degli eventi.
Prima di poter effettuare valutazioni statistiche, i dati radar e i dati dei modelli meteorologici ottimizzati per le previsioni a breve termine devono essere preparati per un'applicazione climatologica a lungo termine.

Per realizzare una climatologia della grandine, sono in primo luogo analizzate le osservazioni di grandine del passato: Dove si sono gli hotspot della grandine in Svizzera? Quali sono le dimensioni tipiche della grandine? Dove si verifica meno frequentemente la grandine? Inoltre, vengono utilizzate informazioni delle traiettorie delle cellule temporalesche osservate in passato, le quali vengono collegate alla situazione meteorologica prevalente durante gli eventi specifici. Questa prima attenta analisi pone le basi per il passo successivo, cioé la modellizzazione di eventi molto più rari e non osservati nel periodo delle misure disponibili, come p. es. gli eventi di grandine con un periodo di ritorno di 50 o 100 anni. Informazioni su tali periodi di ritorno sono richieste per la valutazione del rischio grandine, per il lavoro quotidiano nell’ingegneria e come base per i requisiti di costruzione o ancora per calcolare polizze assicurative.

 
L'immagine mostra dei danni alla facciata di una casa causati dalla grandine.
Danni causati dalla grandine al muro di un’albitazione. La grandine, soprattutto in presenza di forti venti, può causare danni enormi. Al fine di ridurre il rischio di danni, le norme edilizie tengono conto delle informazioni sui periodi di ritorno dei chicchi di grandine. L'obiettivo di questo progetto è quello di migliorare notevolmente questo tipo di dati.

Modellare eventi di grandine molto rari è però molto impegnativo. Un approccio comune nel settore assicurativo è il metodo statistico del «resampling» (ricampionamento). Questo approccio viene utilizzato per incrementare statisticamente il numero delle traiettorie di cellule grandigene e per poter riuscire ad includere la variabilità naturale della grandine nel tempo e nello spazio oltre alla variabilità inclusa nel periodo delle osservazioni. Ad esempio, il danno causato da un possibile evento griandigeno molto importante può essere simulato ipotizzando diverse traiettorie possibili delle cellule grandigene. Il precedente passo delle analisi dei dati radar relativi alla grandine, offre la possibilità di migliorare tale procedura di «resampling» e rendere le «nuove» cellule grandigene simulate plausibili dal punto di vista meteorologico. Infatti, si può così tenere conto sia dei dettagli delle singole cellule di grandine, sia delle condizioni atmosferiche su vasta scala in relazione alle quali la grandine può verificarsi.

Nel progetto «Climatologia Svizzera della grandine», il «resampling» viene dunque affinato per gli utenti al fine di quantificare al meglio la probabilità di eventi rari. Poiché le osservazioni della grandine sono disponibili solo per periodi di tempo molto più brevi rispetto alle misure delle precipitazioni o della temperatura, si prevedono maggiori incertezze nell'analisi e saranno anch'esse quantificate. Per continuare a migliorare la situazione attuale anche in futuro é necessario garantire la possibilità di misure di alta qualità negli anni a venire.

Un intenso scambio con tutte le organizzazioni partner del progetto garantisce che i prodotti siano sviluppati in modo mirato e orientato all'utente e possano quindi essere direttamente integrati nella pratica.

Ultima modifica 02.12.2019

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