Una delle sfide del progetto MetAlp è quella di mettere a punto un modello meteorologico, capace di raggiungere una elevata risoluzione spaziale in modo da poter prevedere con precisione il tempo in montagna.

I più assidui frequentatori della montagna infatti sanno che il tempo cambia in fretta, e da una giornata assolata si tramuta in poche ore in un violento acquazzone. I meteorologi invece sono consapevoli dei limiti dei modelli di previsione, della scarsa capacità di prevedere eventi molto locali, o della maggiore incertezza nel prevederne intensità e durata. La principale ragione di ciò è la discretizzazione dell’atmosfera che i modelli sono costretti a fare, nonché dell’approssimazione stessa delle equazioni che descrivono l’atmosfera.

Esempio di griglia di un modello meteorologico

Attualmente i modelli meteorologici utilizzati dai centri di previsione, come ARPA Piemonte, Meteo Svizzera, o altri, hanno un passo griglia di al massimo un chilometro. In terreno montano questo può essere troppo poco, ovvero non rappresentare per nulla in modo dettagliato la topografia e la disposizione delle valli. La ricerca attuale con i modelli a scala regionale. è volta a migliorare sempre più sia la risoluzione spaziale che la fisica che descrive l’atmosfera (le equazioni) contenuta nei modelli.

Molto si sta facendo nella comunità meteorologica per migliorare e capire più a fondo lo strato di atmosfera più a contatto con la superficie terrestre: lo strato limite (o in inglese il Planetary Boundary Layer).

In terreno montano lo strato limite presenta delle complessità che su terreno orizzontale, omogeneo e piatto non ha. Infatti, l’attuale teoria che descrive la turbolenza del PBL, datata anni 1950, si è visto fornire delle equazioni con delle ipotesi che in terreno montano (quindi non orizzontale, non omogeneo e non piatto) risultano non essere più valide.

Grandi sforzi si stanno facendo per, prima di tutto, capire cosa avviene nel PBL montano (o Mountain Boundary Layer), tramite esperimenti e campagne di misura, e poi cercando di descrivere con delle nuove teorie, o adattamenti delle vecchie, la dinamica dell’atmosfera.

Il progetto MetAlp si colloca a metà strada, applicando le conoscenze attuali, e testando nuove tecniche modellistiche vuole mettere a punto un modello in grado di simulare al meglio la dinamica atmosferica in terreno complesso e ad elevata risoluzione spaziale.

Per fare ciò bisogna utilizzare diversi casi studio, e soprattutto dei dati misurati in loco.

Questo primo studio, pubblicato su Applied Sciences, considera un evento di precipitazione molto intensa che ha riattivato una frana nel letto del rio Croso, che era quiesciente dall’alluvione del Piemonte di Ottobre 2000. Il debris flow ha ostruito la strada che conduce da San Domenico a Ponte Campo e successivamente all’Alpe Veglia. La stima del materiale accumulato al piede della frana è di 37759 metri cubi.

Il debris flow del Rio Croso del 12 Agosto 2019

A questo caso studio è stato applicato il modello WRF con una rsioluzione orizzontale di 500 metri, e un infittimento dei livelli verticali nella parte bassa della troposfera (nello strato limite). In questo caso non si è valutata la precisione della previsione di parametri turbolenti, ma solo della precipitazione. Va ricordato però che la precipitazione prevista da un modello meteorologico, perché sia precisa, ha bisogno che il modello interpreti e calcoli bene tutti gli altri parametri, soprattutto quelli legati alla convezione e alla turbolenza.

Nel caso di Agosto 2019 il modello ha solo in parte sottostimato la quantità di precipitazione, mentre le tempistiche sono state colte con un’elevata precisione.

Parallelamente a questo evento abbiamo studiato anche il precedente che ha causato un debris flow nel bacino del Rio Croso, ed è Ottobre 2000. Nel caso di Ottobre 2000 la precipitazione è stata prevista con più accuratezza e con una sottostima minore.

L'articolo

Weather Simulation of Extreme Precipitation Events Inducing Slope Instability Processes over Mountain Landscapes

Autori: Alessio Golzio, Irene Maria Bollati, Marco Luciani, Manuela Pelfini, Silvia Ferrarese

Abstract

Mountain landscapes are characterised by a very variable environment under different points of view (topography, geology, meteorological conditions), and they are frequently affected by mass wasting processes. A debris flow that occurred along the Croso stream, located in the Italian Lepontine Alps in the Northern Ossola Valley, during summer 2019, was analysed from a geological/geomorphological and meteorological point of view. The debris flow was triggered by an intense precipitation event that heavily impacted a very restricted area over the course of three hours. A previous debris flow along the same stream occurred in Autumn 2000, but it was related to an intense and prolonged rainfall event. The slope was characterised in terms of sediment connectivity, and data were retrieved and elaborated from the Web-GIS (Web-Geographic Information System) database of the IFFI-Italian Landslide Inventory and historical archives of landslides. Both the events were analysed through the weather research and forecasting (WRF) model applying a very high horizontal grid spacing with the aim of catching the precipitation patterns and timings. The obtained results are compared with the observed precipitation at a selection of weather stations in the area. The simulation of WRF that measured the timing in total precipitation and in its minor steps could be considered reliable. Moreover, it reveals to be appropriate for detecting in advance the meteorological conditions potentially triggering mass-wasting processes affecting slopes featuring high connectivity conditions and lithotypes characterised by a high Landslide Susceptibility Index.


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