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Finite­ Volume Cubed-Sphere dynamical core (FV3) for dummies

Il modello GFS cambia , un cambiamento lungo e travagliato costellato da tante false partenze. Molti ne parlano ma quando poi si arriva al dunque non tutti hanno sviscerato come e in che modo questo cambiamento, chiamato Finite­ Volume Cubed-Sphere dynamical core  ( riassunto nella sigla FV3 ) incida sul modello e soprattutto sulle emissioni di tale modello e le conseguenze future .

 

Fino ad oggi i Global Model partivano da un inizializzazione comune , in cui i dati creavano una griglia di puntini tri dimensionali  ( quindi sviluppati in altezza ) in cui ogni singolo strato ( alle varie quote  ) del puntino veniva parametrizzato con temperatura ,  umidità , pressione e vento.

 

Ogni strato del punto di griglia era un "mondo a se" nel senso che per calcolare come si comportava lo strato superiore del puntino ( e di conseguenza quelli intorno ) si usavano equazioni fisse. Tale metodo viene chiamato idrostatico , le velocità verticali e le conseguenze sui punti di griglia adiacenti era calcolato in maniera fissa. Per introdurre concetti più realistici ( e perdere quindi l'idrostaticità ) ci si affidava ai LAM a cui veniva delegato tutti il lavoro di calcolo.

Questo generava due problemi , il primo è che ogni LAM si "reinventava la ruota" definendosi internamente un metodo per calcolarlo mentre il secondo problema era che spesso i LAM ( che girano presso enti decisamente "piccoli" ) raramente aveva la potenza di calcolo a disposizione per fare i calcoli necessari ....

 

Con l'introduzione dell'FV3 l'obbiettivo primario è quello di eliminare l'idrostaticità già a livello di definizione della griglia , sia a livello dei vari strati ( altezze) del punto di griglia , sia a livello dei punti di griglia adiacenti, predisponendo i dati iniziali già per un uso di tale tipo senza troppe trasformazioni successive.

 

Alla fine i risultati pratici che ci si attendono dall'implementazione dell'FV3 sono sostanzialmente 3 ...

 

Utilizzo del computer: Sarà possibile avere maggiori risoluzioni di griglia già a livello di Global Model , perché avendo tutte le informazioni  già predisposte all'uso con le equazioni dei modelli si sfrutterà meglio la potenza di calcolo degli elaboratori ...in soldoni se oggi per abbassare il passo di griglia di un global model bisognava attendere una nuova generazione di supercomputer oggi lo si potrà fare con quanto già esistente.

 

Equazioni verticali: Perdere il concetto idrostatico a livello di griglia permette una maggiore "definizione" dei core temporaleschi sul territorio. In soldoni se prima i global model "spalmavano" e spesso non centravano perfettamente il luogo delle precipitazioni oggi dovrebbero prendere una definizione e una precisione ben maggiori ....

Rappresentazione:  FV3 rappresenta il clima ( e quindi i fronti temporaleschi in particolare )  attraverso i punti nelle celle della griglia collegate tra loro, quindi può descrivere a livello previsionale quelle perturbazioni  che si presentano in forme irregolari. La vecchia definizione di griglia ( usata fino a poco tempo fa ) presentava le perturbazioni atmosferiche come onde. Ha avuto successo nei Global Model con griglia ampia ( sopra i 12 Km ) , ma il passaggio verso i LAM  a livello locale, come ad esempio, temporali e fronti freddi, che presentano spigoli vivi , hanno dato problemi in quanto una forma d'onda non può rappresentare completamente un fronte che si modella anche con forme non consuete dovute all'orografia del terreno.

In soldoni questa casistica ( o miglioramento ) potrebbe essere quella di maggior impatto per una regione come la Liguria che fa dell'orografia la fonte principale della "forma" che assumono le precipitazioni da fronti perturbati L'introduzione di questo metodo rappresenta "sicuramente" un grosso passo in avanti per la modellistica e ci sono ottime speranze che i risultati arriveranno presto , e dovrebbero portare ad una nuova generazione di modelli matematici molto più precisi dei precedenti. Come tutte le cose nuove che cercano di rivoluzionare il sistema attuale è sicuramente lecito attendersi migliorie e strafalcioni durante questi primi passi. MA come Limet riteniamo che questa strada rappresenti sicuramente una svolta verso il miglioramento. Forse ci vorrà tempo e forse ci saranno errori, ma finalmente il primo passo verso un nuovo tipo di modelli matematici è stato intrapreso.