Automatic Satellite Image Interpretation-Tropopause Folding NWCSAF/GEO v2018.
Il prodotto ASII-NG mira a rilevare le caratteristiche atmosferiche che interessano i meteorologi e altri utenti. In contrasto con il prodotto ASII (l’ulteriore sviluppo è al momento interrotto), dove l’attenzione era sull’identificazione di modelli concettuali, il prodotto ASII-NG nella sua fase attuale è chiaramente collegato alla identificazione dei Clear Air Turbulence (CAT), che lo rende rilevante per i meteorologi e utenti finali dell’aviazione.
La turbolenza in chiaro è generalmente turbolenza non-convettiva al di fuori dello strato limite planetario, spesso nella parte superiore della troposfera. CAT ha tipicamente una struttura a chiazze e dimensioni orizzontali di 80-500 km nella direzione del vento e 20-100 km nella direzione perpendicolare al vento. Le dimensioni verticali sono 500-1000 m, e la durata della vita di CAT è compresa tra mezz’ora e un giorno (Overeem 2002). Poiché CAT comporta processi fisici con scale di solito inferiori alla risoluzione dei modelli di previsione meteorologica numerica (NWP), le previsioni di CAT con NWP sono difficili da eseguire. Pertanto, è interessante identificare le aree a rischio di CAT dalle osservazioni satellitari.
Le cause comuni e le fonti di CAT sono:
Ripiegamenti della Tropopausa (tropopause folds)
Onde gravitazionali (ad esempio mountain waves)
Limiti di massa dell’aria (ad esempio fronti)
Wind shear (ad esempio flussi di getto)
Temporali
In questa fase, il rilevamento delle caratteristiche copre i primi due fenomeni in due sottoprodotti separati, ASII-TF per i ripiegamenti della tropopausa e ASII-GW per le onde gravitazionali.
Descrizione sommaria dell’algoritmo ASII-TF
Un ripiegamento della tropopausa descrive l’intrusione verso il basso di aria stratosferica nella troposfera, come visibile nella figura successiva. Tipicamente in una piega della tropopausa c’è la lo shearing verticale della corrente a getto combinata con la convergenza ageostrofica di masse d’aria polari, subtropicali e stratosferiche.
Le pieghe della Tropopausa segnano il cambiamento nell’altezza della tropopausa stessa e sono caratterizzate dal verificarsi di forti turbolenze. L’aria stratosferica, che ha un basso contenuto di umidità e un’alta vorticità potenziale, può scendere fino a metà della troposfera o anche nella parte inferiore d’essa. Di conseguenza, le pieghe della tropopausa possono essere individuate dalla loro associazione con i gradienti nell’umidità di livello superiore, che sono evidenti nel canale SEVIRI 6,2 μm sensibile al vapore acqueo troposferico superiore. L’altezza della tropopausa può essere stimata dai parametri NWP come temperatura, umidità specifica o vorticità potenziale. Inoltre, il contenuto di ozono derivato dal canale SEVIRI IR a 9,7 μm è un buon indicatore per la presenza di una piega della tropopausa: più la tropopausa è bassa, più l’ozono viene rilevato dallo strumento.
Per derivare la probabilità di una piega della tropopausa, viene applicata una relazione di regressione logistica:
Parametri di input richiesti per il rilevamento delle pieghe della tropopausa.
In base all’umidità specifica, l’altezza della tropopausa [hPa] viene calcolata dai dati NWP. È il campo del gradiente che funge da input nella regressione logistica. Si raccomanda di fornire i dati NWP fino al livello 50 hPa per garantire che la tropopausa venga catturata. Le temperature di brillanza del canale SEVIRI WV 6,2 μm servono direttamente come input, ma ci sono anche alcuni dati satellitari post-elaborati coinvolti: dal WV 6,2 μm, viene usato anche il gradiente; inoltre, il rilevamento delle strisce scure descritto in Jann (2002) viene applicato ad una versione del campo leggermente lisciata, ed è la distanza dal bordo della striscia che funge da predittore. La differenza di canale IR 9,7 μm – IR 10,8 μm immette la relazione di regressione logistica sotto forma del suo campo del gradiente.
Credits:
http://www.nwcsaf.org/asii-ng_description
