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INFORMAZIONI GENERALI SULLE STAZIONI METEOINTRODUZIONELa L.R. 8.9.1986 n. 42 "Norme sull'organizzazione degli Uffici della RegIone Piemonte" assegna al Settore Prevenzione del Rischio Geologico, Meteorologico e Sismico Il compito della "gestione delle reti di rilevamento nivometrica, radar meteorologica, Idrografica e sismica nonchè l'elaborazione d I studi nel campo della meteorologia applicata e della sismica". In questo specifico campo sono state intraprese sin dal 1983 una serie di iniziative tecniche, prima nel campo progettuale e successivamente in quello attuattivo e gestionale, al fine di allestire un composito sistema di rilevamento del parametri meteoclimatici e sismici con evidenti finalità di pianificazione e gestione del territorio nonchè di protezione civile. L'obiettivo di tale sistema è quello di costituire una struttura di servizio in grado di fornire, con tempestività e con il grado di precisione ed accuratezza necessari, informazioni e dati nel campo meteoidrografico a numerosi utenti sia pubblici che privati.
CONFIGURAZIONE DELLE STAZIONINella stesura del progetto generale della rete di monitoraggio meteoidrografico, che prevede 248 stazioni di rilevamento (45 meteorologiche complete, 27 nivometriche e 176 termopluviometriche) di cui l'anno 1988 costituisce la prima fase di realizzazione, si è posta particolare attenzione all'individuazione dei siti e alla configurazione da assegnare alle singole stazioni. La diversa dotazione strumentale è stata adattata alle esigenze di rilevamento di ogni sito, tenendo in considerazione la vocazione dell'area e le caratteristiche morfologiche. Ne è risultato un mosaico assai complesso. La notevole versatilità dell'elettronica impiegata, ha consentito di soddisfare le necessità fino ad ora emerse, lasciando, inoltre ampio spazio per l'installazione del nuovi sensori su specifiche richieste di particolari utenze. Le configurazioni possono essere aggregate in tre tipi fondamentali: - STAZIONE TERMOPLUVIOMETRICA: la dotazione strumentale minima consiste in un pluviometro (riscaldato) ed in un termo-igrometro; - STAZIONE METEO COMPLETA: le stazioni complete dispongono inoltre di radiometro, misuratore della velocità e direzione del vento e barometro; - STAZIONE NIVOMETRICA: in ambiente di alta montagna, le stazioni aggiungono alla normale configurazione, i sensori di altezza della neve e temperatura del manto nevoso, tramite 21 sonde montate elicoidalmente su rastrelliera; I dati nivologici così rilevati, integrano quelli raccolti dalla rete nivometrica manuale. fornendo indicazioni relative ad aree non presidiate e di particolare interesse.
CARATTERISTICHE TECNICHE DEI SENSORI
1. TERMOMETRO ARIA 2. IGROMETRO 3. BAROMETRO DI PRECISIONE 4. PLUVIOMETRO 5. MISURATORE DELLA VELOCITA' DEL VENTO 6. MISURATORE DELLA DIREZIONE DEL VENTO 7. MISURATORE DELLA RADIAZIONE TOTALE DIRETTA E RIFLESSA 8. NIVOMETRO AD ULTRASUONI 9. TERMOMETRO NEVE A 21 SENSORI
1. TERMOMETRO ARIAPRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: l'elemento sensibile è costituito da un circuito integrato che fornisce una corrente nominale di 1 micro-ampère per grado K. Il termometro incorpora i circuiti elettronici per la normalizzazione dei sensori in modo da renderli intercambiabili fra di loro. La protezione dalla radiazione ambientale è affidata al contenitore autoventilante. CAMPO DI MISURA: -30/+50 °C SENSIBILITA': minore di 0.02 °C PRECISIONE COMPLESSIVA:+/-0.4 °C max tra -30/+50 °C
2. IGROMETROPRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: l'elemento sensibile è un condensatore a film sottile la cui capacità è funzione dell'umidità relativa. L'igrometro incorpora i circuiti elettronici per la normalizzazione dei sensori in modo da renderli intercambiabili fra di loro. La protezione dalla radiazione ambientale è affidata al contenitore autoventilante. CAMPO DI MISURA: 0/100% UR SENSIBILITA': minore di 0.01 % UR PRECISIONE COMPLESSIVA:+/- 2% da 0 a 100% UR a 25 °C
3. BAROMETRO DI PRECISIONEPRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: Il trasduttore è un elemento piezoresistivo a diaframma. CAMPO DI MISURA: 600/1100 hPa SENSIBILITA': minore di 0.1 hPa PRECISIONE COMPLESSIVA: +/- 0.88 hPa max da -10 a 50 °C
4. PLUVIOMETROPRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: a vaschetta basculante con appoggio a coltello; il ribaltamento della vaschetta aziona un relè reed che fornisce l'impulso elettrico d'uscita. CAMPO DI MISURA: 0/300 mm/h SENSIBILITA': un impulso per 0.2 mm di pioggia PRECISIONE COMPLESSIVA: +/- 0.1 mm/h max a 10 mm/h
5. MISURATORE DELLA VELOCITA' DEL VENTOPRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: anemometro a mulinello con trasduttore di velocità ad alta frequenza. CAMPO DI MISURA: 0/160 Km/h SENSIBILITA': minore di 0.03 Km/h, soglia di 1.7 Km/h PRECISIONE COMPLESSIVA: +/- 0.25 Km/h o 1% della lettura
6.MISURATORE
DELLA DIREZIONE DEL VENTO
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: a banderuola con potenziometro a singola spazzola, contatto
cortocircuitante. CAMPO DI MISURA: 0/360 gradi SENSIBILITA':
minore di 0.07 gradi, soglia di 1 Km/h PRECISIONE
COMPLESSIVA: +1- 2.8 gradi max
7.MISURATORE
DELLA RADIAZIONE TOTALE DIRETTA E RIFLESSA
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: a termopila con 14 elementi, CAMPO DI
MISURA: 0/1500 W/m2 SENSIBILITA':
0.1% del fondo scala PRECISIONE
COMPLESSIVA: +/- 23 W/m2 max a 20 °C
8.NIVOMETRO
AD ULTRASUONI
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: vengono impiegati due trasduttori ultrasonici in aria, uno per la
trasmissione e uno per la ricezione. Viene misurato il tempo che impiega un
impulso ultrasonico a percorrere nei due sensi la distanza che Intercorre tra essi e la superficie
della neve. Viene inoltre misurata la temperatura dell'aria. In base a queste due misure Il
microprocessore calcola la velocità del
CAMPO DI MISURA: 6 m SENSIBILITA':
0.1 cm PRECISIONE
COMPLESSIVA: +1-1.5 cm nel caso peggiore
9.TERMOMETRO
NEVE A 21 SENSORI
PRINCIPIO DI FUNZIONAMENTO: l'elemento sensibile è costituito da un circuito integrato che fornisce una corrente nominale di 1 microampere per grado K. Ogni singolo sensore del termometro della neve TM01 N incorpora i circuiti elettronici per la normalizzazione dei sensori in modo da renderli intercambiabili fra di loro. La protezione degli agenti esterni è affidata al contenitore in acciaio del sensore, mentre il palo di supporto in vetroresina garantisce la minima perturbazione del gradiente termico del manto nevoso.
CAMPO DI MISURA: -30/+50 °C SENSIBILITA':
minore di 0.02 °C PRECISIONE COMPLESSIVA: +1-0.4 °C max con sensore coperto da manto nevoso
TEMPI DI CAMPIONAMENTO E DI REGISTRAZIONEIl campionamento di tutti i parametri meteorologici, viene effettuato, nell'ambIto della rete meteorologica regionale, con riferimento temporale al "tempo medio di Greenwich", G.M.T. Questa scelta è stata dettata dalla necessità di poter confrontare i dati regionali con quanto raccolto e diffuso dal centri meteorologici europei. Inoltre il radar meteorologico regionale che utilizza le stazioni della rete meteo come punti di taratura a terra, adotta esso pure il G.M.T., per le medesime considerazioni sovra esposte. L'elettronica di cui sono dotate le stazioni offre la possibilità di programmare, per ogni parametro meteorologico, tempi di campionamento e di registrazione diversi. Il campo di scelta dei tempi di campionamento va dal secondo (1") a 86400", cioè un giorno; il tempo di registrazione deve essere un multiplo del tempo di campionamento. La rete regionale ha adottato i seguenti tempi di campionamento (Tc) e di registrazione (Tr):
Occorre aggiungere un'ulteriore precisazione circa i tempi di registrazione delle piogge: Il Servizio Idrografico e Mareografico della Presidenza del ConsiglIo del Ministri, sugli Annali Idrologici è solito suddividere le giornate di pioggia dalle ore 9 dei mattino alle ore 9 del mattino successivo (S.M.T. tempo solare medio). La quantità di pioggia caduta in queste 24 ore, viene assegnata al 2° giorno. Ciò è dovuto al fatto che un tempo,la maggior parte delle stazioni erano dotate di pluviometro e l'osservatore effettuava la misura nelle prime ore della giornata, registrando la quantità di pioggia caduta nelle 24 ore nel giorno d'osservazione. L'impiego di stazioni elettroniche di rilevamento, consente di effettuare un campionamento continuo e di suddividere normalmente i giorni dalle ore 0 alle ore 24. Tale è stata la scelta praticata nell'ambito della rete meteorologica regionale. In analogia al Servizio Idrografico viene però elaborata una tabella delle "piogge giornaliere dalle 9 del mattino alle 9 del giorno successivo". Tutte le altre elaborazioni, come anzi detto, si attengono alla suddivIsione del giorno solare con riferimento a G.M.T.
MANUTENZIONE E TARATURA DEI SENSORINelle realizzazioni delle reti di campionamento automatico si da primaria importanza
alla fase di realizzazione, trascurandone un aspetto meno appariscente ma fondamentale: la
manutenzione" Molte valIde
iniziative sono naufragate proprio per la mancanza di un articolato programma di
gestione della rete di campionamento, in cui sia prevista in dettaglIo la manutenzione e
la taratura dei sensori. A tal fine il
Settore Geologico ha provveduto, per garantire continuità alla
manutenzione, ad indire un Appalto Concorso che assegna alla ditta aggiudicatrice tale servizio per la
durata di cinque anni. Il servizio si articola in tre diverse forme di prestazioni:
- Manutenzione programmata La
manutenzione programmata ha lo scopo di mantenere in perfetta efficienza la rete
di rilevamento meteorologico, le singole apparecchiature ed il sistema di telemisura. A tale
scopo vengono effettuate visite di manutenzione preventiva, la cui periodicità minima viene
fissata in
un intervento annuo (da effettuarsi in estate) sulle stazioni di alta montagna ed in due interventi
annui per le restanti stazioni ed apparecchiature. Durante tali visite vengono effettuati tutti glI interventi
atti a garantire il buon funzionamento delle apparecchiature, ivi comprese le operazioni di controllo
dell'elettronica e della meccanica, dell'accuratezza delle misure del sensori e della parte dl
ricetrasmissione ove presente, nonchè della loro corrispondenza alle specifiche tecniche di
fornitura. Sono
quindi comprese le ritarature dei sensori secondo l'allegato cronoprogramma concordato e la sostituzione di
parti logorate o consumate.
- Manutenzione su chiamata Qualora il
Servizio Meteoldrografico riscontri problemi o guasti delle apparecchiature, la
ditta interviene per il ripristino del corretto funzionamento entro le 96 ore successive
decorrenti dall'ora di ricezione della comunIcazione, escludendo i giorni non lavorativi (sabato,
domenica, festività
nazionali, festa del patrono della sede dell'ufficio di manutenzione). Per quanto
concerne eventualI guasti
interessanti la centrale di acquisizione e di elaborazione ed i ripetitori radio principali, siti presso le
località di Torino-Eremo, Stresa-Mottarone, Verzuolo-S.Bemardo, non potendosi tollerare nessuna
interruzione si
è prevista la duplicazione delle stesse, con un sistema di backup a caldo; in caso di guasto
ad entrambi i sistemi, la ditta Interviene per il ripristino del corretto funzionamento entro le successive
12 ore se l'intervento è richiesto entro le ore 10 a.m., G.M.T., ivi compresi i
giorni non lavorativi come sopra definiti; se la richiesta avviene dopo tale ora l'Intervento deve essere effettuato
entro le 24 ore
successive. Sono incluse nel contratto la manodopera che le parti di ricambio necessarie per l'eliminazione di guasti dovuti a normale logoramento o comunque a qualsiasi guasto con la sola esclusione di quelli dovuti a vandalismi, eventi eccezionali (quali sismi, scariche atmosferiche dirette), incendi, ovvero a negligenza o cattivo uso delle apparecchiature da parte di terzi.
- Aggiornamenti La ditta infine fornisce a propria cura e spese la manodopera, le parti e le modifiche che ritiene necessarie per apportare gli aggiornamenti sia hardware che software alle apparecchiature, al fine di ottemperare al meglIo al servizio di manutenzione. Gli interventi in tal senso devono essere preventivamente comunicati al Servizio Meteoidrografico e debitamente autorizzati.
CRITERI GENERALI DELLE ELABORAZIONI STATISTICHE
NEVE Le misurazioni al di sotto dei 4 cm sono portate a 0 per eliminare piccole oscillazioni, dovute alla sensibilità dello strumento.
VENTO SETTORI DI PROVENIENZA DEL VENTO Per quanto riguarda la direzione del vento, nelle tabelle viene riportata la direzione prevalente di provenienza, adottando una suddivisione in 16 settori, più oltre definiti. A fianco del simbolo di settore compare Il numero di registrazioni giornaliere ad esso riferite (su un totale di 144 registrazioni giornaliere). Nel caso di parità di regIstrazioni fra due o più settori di provenienza, viene definito come settore prevalente quello che presenti valore maggiore nella sommatoria con le registrazioni dei settori ad esso contigui. In questo caso a fianco del numero delle rilevazioni giornalIere, compare fra parentesi il numero del settori fra cui è stato operato il discrimine.
CALMA DI VENTO In un'apposita elaborazione sono tabulati i periodi di calma di vento, registrati nella giornata, espressi in minuti primi. VIene definita calma di vento la condizione per cui il vettore vento calcolato sui 10 minuti (Tr) abbia un modulo Inferiore a 1 Km/h; In tal caso la direzione del vento non si può considerare valida e viene Indicata la condizione "calma di vento" sia per la direzione che per la velocità.
RAFFICA Dicesi raffica il massimo valore delle letture Istantanee di campionamento effettuate ogni 5", etichettato con ora e minimo in cui si è verificato.
PIOGGIA Il giorno piovoso è definito come giorno nel quale il totale di pioggia caduta è uguale o superiore a 1 mm. Alcune stazioni di alta quota sono equipaggiate di pluviometro non riscaldato. Per queste stazioni. non potendosi effettuare artificialmente l'immediata fusione della neve, in periodo invernale (1 novembre - 30 aprile) e per accertate precipitazioni nevose al di fuori di questo periodo, il dato giornaliero di precipitazione viene connotato con parentesi a significare l'incertezza del dato stesso. Questa particolarità presuppone l'automatica omissione dell'indicazione del totale mensile ed annuo e del relativo numero di giorni piovosi. Tale procedura viene applicata anche alle altre stazioni in caso di prolungato guasto dei riscaldatore in concomitanza di precipitazioni nevose accertate.
VALIDAZIONE ED ELABORAZIONE DEI DATI METEOROLOGICI La grande mole di osservazioni meteorologiche effettuate dalle stazioni automatiche, ha richiesto una revisione metodologica che affronti in modo globale tutti i problemi legati alla validazione ed elaborazione dei dati. Il processo di acquisizione ed archiviazione del dati meteorologici, richiede che la accuratezza e la qualità di ogni osservazione sia soggetta a controlli costanti, onde assicurare l'attendibilità stessa dei dati. Sulla base dello studio "validazione dati meteorologia" effettuato con la consulenza del Politecnico di Torino e sfruttando l'esperienza maturata durante questi anni, nelle problematiche connesse con Il trattamento dei dati meteopluviometrici, in collaborazione con tecnici dell'Ufficio Monitoraggio Ambientale del CSI Piemonte, è stato redatto un documento "Regole di validazione dei dati", da applicare alla validazione dei dati stessi. Questo studio rappresenta la base metodologica su cui è stata fondata tutta la struttura elaborativa; ed esso si affianca, e rie è complementare, un documento contenente le regole per la aggregazione, elaborazione e restituzione tabellare dei dati. Tutti i controlli del programma automatico di validazione, esplicano la loro azione su dati registrati sulle EPROM, periodicamente prelevate dal personale del Servizio Meteoidrografico e Reti di Monitoraggio della Regione. Le azioni di correzione non toccano in alcun modo i dati registrati, ma si limitano ad affiancare ad essi delle segnalazioni che descrivono in dettaglio il tipo di anomalia riscontrata. La procedura genera dei tabulati che vengono sottoposti per la valutazione delle anomalie ai tecnici; le eventuali osservazIoni vengono quindi trasmesse al personale del CSI che procede ad attuare le segnalazioni del tecnici mediante aggiornamento degli archivi. L'evoluzione del progetto prevede in tempi brevi l'attivazione delle funzioni di validazione direttamente tramite terminale, connesso con l'archivio dei dati. Questa fase successiva consentirà non solo la validazione dei dati registrati sulle EPROM, ma anche dei dati teleacquisiti. I criteri di validazione applicati sono suddivisibili in quattro differenti livelli: 1 - Validazioni anagrafiche. Riguardano la corretta attribuzione spazio-temporale dei dati: in particolare vengono controllati la congruenza reciproca, di codice stazione e codici sensori, la sequenzialità e correttezza delle date e del tempi; 2 - Controlli di Range. Riguardano la congruenza dei dati per ciascun sensore, in relazione ai range strumentali specifici; 3 - Controlli temporalI. Verificano l'evoluzione temporale del fenomeni monitorati, in relazione a specifiche anomalie temporali, trend evolutivi, congruenza del valori massimi e minimi; 4 - ControllI incrociati. Verificano le dipendenze reciproche dei sensori nell'ambito di una stessa stazione. E' in corso una revisione del criteri di validazione testè dati, con 10 scopi di migliorare l'efficienza e la completezza: in particolare verranno introdotti criteri di validazione basati sul confronto areale dei dati. Le regole di elaborazIone e tabulazione dei dati meteorologici, si differenziano a seconda della grandezza fisica cui fanno riferimento. La distribuzione temporale delle lacune di rilevamento nell'ambito di una giornata così come il numero minimo di dati necessari ad effettuare correttamente l'elaborazione sono stati definiti in funzione delle caratteristiche specifiche di ciascuno dei parametri meteorologici considerati. Le specifiche cui si fa riferimento sono contenute nel documento "Regole di elaborazione delle Tabelle", redatto con la collaborazione dei tecnici del CSI Piemonte dell'Ufficio Monitoraggio Ambientale. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||