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Introduzione storica alla “Meteorologia”
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Lo studio dei
fenomeni atmosferici è vecchio quanto il mondo, se consideriamo che certamente i
primi uomini devono aver osservato il cielo, paventandone i repentini
malumori. L'archeologia e la storia confermano che, presso gli antichi
popoli, l'interesse per i fenomeni dell'atmosfera è sempre stato rilevante
e direttamente proporzionale all'incostanza del clima in cui essi vivevano.
Così è stato per gli Egiziani, Caldei e i Babilonesi ( i « signa
tonitrui » facevano presagire il tempo e il raccolto dei campi dai
tuoni uditi in certi giorni dell'anno ); gli Israeliti
empiricamente avevano compilato una specie di meteorologia rudimentale,
alcuni segni della quale si trovano anche nella Bibbia. I Greci
dimostrarono grande interesse per i fenomeni atmosferici, come documenta
soprattutto un trattato di Aristotele sull'argomento e anche i Romani non furono
da meno.
Nella Cina
antica il Genio Taoista Liu
Thien-chun era ritenuto il responsabile dell'andamento del tempo e
delle culture; nel IV Sec. d.C. i Cinesi prepararono diversi trattati di agrometeorologia. In
India, un millennio prima dell'era cristiana, esistevano i « santoni » che davano le informazioni
e le previsioni del tempo. Nella civiltà precolombiana i « Cultori
del tempo » erano tenuti in grande considerazione.
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Gli strumenti emancipano la “Meteorologia” ...
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image credit:
F.Barasciutti
un
moderno pluviografo
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image credit: F.Barasciutti
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La
meteorologia cominciò con il Rinascimento a prendere una certa forma scientifica con la realizzazione
dei primi strumenti per misurare alcuni parametri atmosferici: anemometro e igrometro ( Leonardo ), termometro ( Galileo e Santoro ), pluviometro (.Castelli.), barometro ( Torricelli ).
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La situazione dopo la “rivoluzione galileiana”
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Con il possibile utilizzo di questi strumenti si
giunse, nel 1673, alla prima rete di
osservatori, sette nel Nord Italia e quattro all'estero,
per lo studio di alcuni parametri atmosferici.
Tra il 1600 e il 1800 si definirono alcune leggi fisiche fondamentali
necessarie per la comprensione dell'atmosfera.
·
Boyle nel 1659, con la nota relazione
tra pressione e volume dei gas stabilì la
pietra miliare della termodinamica
·
Hadley nel 1735, tentò di spiegare la relazione
tra correnti atmosferiche e rotazione terrestre
·
Franklin nel 1752 completò importanti ricerche sull'elettricità atmosferica
· Lavoisier e Dalton nel 1800 definirono lo
stato dell'aria e posero le basi per la
moderna meteorologia.
Si svilupparono, in Europa e negli Stati Uniti, una
serie di iniziative volte allo « studio a posteriori dell'andamento del tempo »: i dati osservati
venivano esaminati molto tempo dopo il loro verificarsi e non erano quindi
utilizzabili per tentare una previsione.
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La tecnologia delle comunicazioni
aiuta la “Meteorologia”
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image credit:
F.Barasciutti
tasto
telegrafico Alfred Vail
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image credit: unknown
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L'invenzione
del telegrafo (1835) dette l'impulso necessario per azzardare
il passo in avanti. Al
rapido progresso della scienza e della tecnica nel XIX secolo fa riscontro un altrettanto imponente
sviluppo industriale con relativo incremento dei traffici soprattutto marittimi; quindi la assoluta necessità avvertita da tutti di
avere informazioni meteo più attendibili e in modo
rapido.
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La tecnologia del silicio aiuta la “Meteorologia”
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F.Barasciutti
uragano Catarina
26-marzo-2004
Sud Atlantico
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image credit: I.I.S.
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Nel 1853 si ebbe la prima Conferenza
Internazionale di Meteorologia a Bruxelles con lo
scopo di stabilire una cooperazione tra gli Stati per lo scambio di
informazioni meteo e istituire una rete di osservazioni.
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La “Meteorologia” è storicamente la prima disciplina
da “villaggio
globale”
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Attraverso
vari tentativi si giunse al Congresso di Vienna (1873), primo
Congresso Meteorologico Mondiale. Furono messi a punto codici telegrafici, procedure e organizzazione
dei Servizi Meteo dei Paesi aderenti. Nel 1879
si ebbe il 2° Congresso in cui si precisarono le procedure e
soprattutto l'orientamento
da imprimere alla ricerca.
Si susseguirono altre conferenze con l'istituzione di commissioni tecniche
a cui era demandato il compito specifico nei vari settori.
Il miglioramento delle telecomunicazioni e
l'introduzione del mezzo aereo influenzarono in modo determinante il
progresso della meteorologia e si delineò l' « assoluta necessità di una
cooperazione totale ».
Nel 1951 è stata costituita una delle più efficienti istituzioni
specializzate delle Nazioni Unite, l'Organizzazione Meteorologica Mondiale (O.M.M.) cui collaborano 140 Stati allo scopo di infittire la rete di
osservazioni, istituire « Centri Direttivi di Informazione », migliorare lo scambio delle informazioni e realizzare
l'applicazione della meteorologia alla navigazione aerea e marittima,
all'agricoltura e all'industria, al turismo e alla protezione civile.
L'influenza del tempo sulle attività umane è
fondamentale e si può contribuire positivamente applicando le attuali
conoscenze meteorologiche nel campo della pianificazione economica. Fino a qualche anno fa
la previsione del tempo si basava essenzialmente su un metodo « soggettivo »: dall'esame dei dati di osservazione relativi a vaste
zone del Globo si raccoglieva il massimo dell'informazione sullo stato
dell'atmosfera ad un certo istante e si confrontava, con quello ottenuta
negli istanti precedenti, per estrapolarne il comportamento futuro.
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Il problema è molto complesso e va
affrontato con il “metodo numerico”
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image
credit: F.Barasciutti
supercomputer
Noaa
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In questi ultimi anni, per l'affinamento dei mezzi tecnici, sono
stati attuati altri metodi prognostici che integrano validamente
quello «soggettivo». Essi sono principalmente: il « now-casting » per previsioni
con validità da 1 a 24 ore; il « metodo numerico » per previsioni
con validità da 1 a 10 giorni.
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È
necessario affrontare un grande impegno di “modellizzazione”
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Negli anni duemila si avrà un significativo miglioramento soprattutto nella previsione
a media e a lunga scadenza. I problemi
tecnici e scientifici avviati verso una soluzione sono numerosi e possono
essere distinti in cinque gruppi:
· adeguata descrizione dello stato
dell'atmosfera
· studio dei piccoli e grandi moti
atmosferici
· formulazione matematica semplice dei
fenomeni di condensazione
· fenomeni che influiscono sulla stabilità
atmosferica
·
approfondimento della
conoscenza sulla circolazione generale dell'atmosfera
.
La lentezza del
progredire della meteorologia è dovuta al fatto che il tempo non può essere
riprodotto ed osservato in laboratorio. Le prospettive sono favorevoli, ma
non si può essere troppo ottimisti.
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È la “Meteorologia” perfettibile ?
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In un
prossimo futuro si potrà disporre di previsioni su grande scala, sufficientemente esatte, ma sarà
molto difficile
raggiungere buon grado di attendibilità nelle previsioni su piccola scala, cioè le previsioni locali.
Alla luce delle
nostre cognizioni appare praticamente impossibile prevedere con esattezza
matematica le condizioni meteo (nuvolosità, precipitazioni, vento,
temperatura, umidità, pressione, ecc.) che ci saranno ad una certa ora su
una certa località. In ogni misura pratica, infatti, c'è sempre un errore:
è una conseguenza inevitabile e bisogna tenerne conto per la precisione della misurazione.
Le apparecchiature di cui disponiamo non sono
mai assolutamente precise e il nostro
controllo sulle condizioni ambientali è, anche se di poco, sempre
insufficiente. Però, d'altro conto, gli affinamenti delle tecniche e
l'introduzione di nuovi metodi, nonché l'aumento delle conoscenze,
permettono di ridurre progressivamente i margini di errore a beneficio
della precisione prognostica e della sua validità.
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È la “Meteorologia”
perfettibile ?
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credit: F.Barasciutti
attrattore di Lorentz
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image credit:
3b Meteo
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Fino a che
limite proseguirà questo processo migliorativo? È legittimo estrapolare in teoria
fino all'infinito?
Alle
conoscenze di oggi la risposta è negativa, perché trattasi di fenomeni altamente complessi ed intrinsecamente caotici (famosissimo « effetto
farfalla »). Troppi sono i parametri da conoscere
in modo esatto ed inoltre bastano indecisioni a livello di pochi decimali
perché lo scenario possa mutare drasticamente ( problema della troncatura nelle analisi
computerizzate dei fenomeni ).
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