Didattica modelli fisico matematici

I modelli fisico-matematici: Scopi ed utilizzi

Dettagli: Categoria principale: Didattica; Categoria: Didattica modelli fisico matematici; Pubblicato 26 Gennaio 2011; Scritto da Rinaldo Cilli

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Intorno agli inizi del ventesimo secolo alcuni scienziati iniziarono a pensare che fosse possibile prevedere il tempo atmosferico attraverso l'utilizzo di complesse equazioni matematiche. L'unica difficoltà, per altro molto importante, era che trattandosi di formule davvero molto complesse, gli stessi studiosi non potevano confermare le proprie teorie. Venne così reso indispensabile l'utilizzo del computer.

L'invenzione del computer ha ormai risolto da anni questo problema, tant'è che oggi tutti i servizi meteorologici nazionali e internazionali applicano le proprie previsioni attraverso l'utilizzo di modelli matematici di previsione computerizzati.

Al momento, seppur con tutte le loro variabili e complessità, i modelli sono diventati lo strumento base per tutti i meteorologici, anche se la loro affidabilità lascia ancora a desiderare, specialmente nelle evoluzioni meteo a lungo termine (che vanno cioè dai sette ai dieci-quindici giorni).

Sappiamo dunque che gli attuali modelli a disposizione sono basati su moltissimi equazioni che calcolano il comportamento dell'atmosfera. Alcuni di queste descrivono ad esempio la formazione, lo spostamento e l'eventuale dissolvimento di una nube, indicano attraverso i fronti nuove possibili formazioni depressionarie o altopressorie. Dunque aiutano molto il previsore a scoprire come potrebbe comportarsi il tempo da lì ai prossimi giorni.

Ma la grande quantità di calcoli necessari per applicare tali modelli matematici sono molto complessi da sviluppare, per questo si ricorre, tutt'ora, all'utilizzo di potenti e veloci macchinari.

Il primo matematico a sviluppare un modello meteorologico fu Lew Richardson, che nel 1923 usò un modello per prevedere il tempo atmosferico per le prossime 24 ore, con un metodo molto approssimativo ma molto utile. Al giorno d'oggi tuttavia esistono per tutte le variabili atmosferiche delle equazioni che puntualmente i modelli fisico-matematici sviluppano in una possibile linea evolutiva e che sono disponibili attualmente in tutte le carte meteorologiche.

I modelli a mesoscala: Si tratta di modelli molto simili a quelli descritti fino ad ora con l'unica differenza che vengono applicati a regioni molto ristrette, per rendere la previsione più affidabile e precisa. Vengono utilizzati anche in questi dei computer molto potenti, che garantiscono una precisione pressochè simil-realista in uno spazio ristretto di territorio.

Attualmente i più potenti centri di calcolo per previsioni modellistiche internazionali sono l'americano GFS (Global Forecasting Siystem) e l'europeo ECMWF (European Centre for medium range Weather Forecast). Ne esistono altri anch'essi di un'importanza rilevante.

Nei prossimi appuntamenti descriveremo le applicazioni di questi due modelli, il loro utilizzo e le loro caratteristiche.

Rinaldo Cilli {jacomment on}

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