Analisi della performance di previsioni idro-meteorologiche : i casi di studio Lago d'Idro e Seveso-Olona-Lambro

The last sixty years have seen a considerable rise in the number of natural disasters around the world, due to increasingly intense meteorological and hydrological events. This increase calls for a need to improve the reliability of hydro-meteorological forecasts, to know in advance about flood events that can hit the territory and to guarantee an efficient warning system to protect the population. In the past twenty years several systems based on the initialization of hydrological models have been developed, which started from the output of meteorological models. These systems have been created with the aim of providing a forecast of the flow of rivers several days in advance, and they allowed for a more appropriate management of the alarm plans and of the emergency rescue operations. This thesis fits between two of the main projects developed by a group belonging to the Department of Civil and Environmental Engineering of the Milan Polytechnic, FILL and SOL, and has the main purpose of evaluating, through appropriate performance indices, the reliability of the forecasts of precipitation, flow rate, temperature and of the accumulation and melting of snow. The study area includes Lake Idro, located at the border between Trentino Alto-Adige and Lombardy, and the Seveso, Olona and Lambro basins, in the urban area located at the north of Milan. For the simulations, the deterministic meteorological models Bolam, Moloch and the COSMO-LEPS probabilistic meteorological model were used in combination with the distributed hydrological model FEST-WB, developed by the Polytechnic of Milan. The analyses were conducted using two different periods: for the deterministic meteorological models the period from 2012 to 2016 was analyzed, while for the probabilistic model the data from 2008 to 2012 was used. The results obtained show that these pre-warning systems can be a useful tool to forecast possible intense meteorological and hydrological events at least 24 to 48 hours in advance, providing sufficient time for local authorities and civil protection to guarantee the security of the territory and the protection of the population.

Negli ultimi sessant’anni il numero di catastrofi naturali nel mondo è notevolmente aumentato a causa di eventi meteorologici e idrologici sempre più intensi, evidenziando la necessità di migliorare l’affidabilità nel sistema di previsioni idro-meteorologiche per conoscere in anticipo quegli eventi di piena che possono colpire il territorio, in modo da garantire un’efficiente sistema d’allerta. Nell’ultimo ventennio sono stati sviluppati sistemi basati sull’inizializzazione dei modelli idrologici a partire dagli output di modelli meteorologici, con lo scopo di fornire una previsione con diversi giorni di anticipo della portata dei fiumi e permettere un’adeguata gestione dei piani di allarme e di emergenza di protezione civile. Questa tesi si inserisce all’interno dei due progetti cardine sviluppati da un gruppo afferente al dipartimento di ingegneria civile e ambientale del Politecnico di Milano, FILL e SOL, con lo scopo principale di valutare, tramite opportuni indici di performance, l’affidabilità della previsione di precipitazione, portata, temperatura e accumulo e fusione nivale. L’area di studio comprende il lago d’Idro localizzato al confine tra Trentino Alto-Adige e Lombardia e i bacini del Seveso, dell’Olona e del Lambro nell’area urbana a Nord di Milano. Per le simulazioni sono stati utilizzati i modelli meteorologici deterministici Bolam, Moloch e il modello meteorologico probabilistico COSMO-LEPS, tutti accoppiati con il modello idrologico distribuito FEST-WB, sviluppato dal Politecnico di Milano. Le analisi sono state condotte per due differenti periodi: per i modelli meteorologici deterministici è stato analizzato il periodo dal 2012 al 2016, mentre per il modello probabilistico quello dal 2008 al 2012. Dai risultati ottenuti si evince come l’utilizzo di questi sistemi di pre-allerta possa essere uno strumento utile per prevedere in anticipo, almeno 24-48 ore, possibili eventi meteorologici e idrologici intensi, fornendo un tempo sufficiente alle autorità locali e alla protezione civile per garantire la sicurezza del territorio e la salvaguardia della popolazione.