Analisi preliminare per la valutazione previsionale a scopo climatico del modello meteorologico AROME in media Valtellina

This thesis aims to give a first preliminary evaluation about short-term weather forecasts made by the French product AROME 1,3 km, one of the best limited-area numerical weather prediction models existing today, for Valmalenco, a famous val-ley in the Valtellina area, Northern Italy. The main idea is to use this model for cli-mate analysis in all those domains, such as Alpine valleys, where there is a lack of weather stations or an irregular distribution of instrumentation. Temperature, relative humidity, wind direction and speed, cumulative precipitation and Mallero flow rate data have been collected hourly for the meteorological autumn 2018, the-oretically the most dynamic season during the year. Data sources are the 15 weather stations in the area managed by ARPA and CMG public institutions, and the output maps produced by AROME freely available online. To evaluate weather predictions, it has been performed a pixel comparison between observations and AROME forecasted values, while a second test has been carried out using an Ital-ian NWP model, MOLOCH which has a horizontal resolution similar to AROME, but only one run available. First results show that, mainly in qualitative terms, AROME gives a good me-teo-climatic picture of the study area, still with large differences between variables related to the inaccurate orographic description and the uncertain significance of the existing weather station network. Boundary conditions errors and the dis-tance of the area from data sources used by the model to provide forecasts have an impact too. The enlargement of the data gathering period, a larger study area and the access to the AROME matrix data are the main improvements suggested to improve this analysis.

La presente tesi si propone di valutare le previsioni meteorologiche a breve termi-ne fornite dal modello meteorologico francese alla scala locale AROME, tra i miglio-ri attualmente esistenti, relativamente ad un territorio complesso come la Media Valtellina. La possibilità di utilizzo del modello in chiave meteo-climatica si pone infatti come un importante progresso a supporto di tutti quegli studi e analisi che richiedono l’ausilio di strumentazioni meteorologiche, di cui spesso le aree mon-tuose sono largamente carenti. A tale scopo, si è scelto come periodo di analisi la stagione meteorologica autunnale 2018, in linea teorica particolarmente interes-sante in termini di precipitazioni cumulate giornaliere, verificando anche altri pa-rametri idro-meteorologici alla scala oraria, ovvero temperatura, umidità relativa, velocità del vento e la portata del torrente Mallero alla sezione di chiusura di Son-drio. I dati utilizzati provengono dalle mappe restituite in output dal modello e dal-le stazioni meteorologiche a terra gestite da ARPA Lombardia, utilizzate come ve-rità a terra. Un primo confronto tra dato previsionale e dato reale è stato puntual-mente eseguito individuando il pixel a terra del modello relativo alla posizione di ciascuna delle stazioni meteorologiche utilizzate. È stata successivamente eseguita un’ulteriore analisi utilizzando le carte di MOLOCH, un modello alla scala locale ita-liano con risoluzione orizzontale comparabile a quella di AROME. I risultati mostrano come, seppur principalmente in termini qualitativi, il mo-dello restituisca in media una soddisfacente immagine meteo-climatica dell’area analizzata, con differenze sostanziali tra le variabili legate sia alla deficitaria com-prensione territoriale del modello che alla significatività delle stazioni a terra utiliz-zate nel confronto. Da considerare inoltre l’impatto della distanza dalle principali fonti dati utilizzate da AROME e dai confini del dominio computazionale. Un’estensione dell’orizzonte temporale e spaziale di campionatura e l’accesso ai dati matriciali del modello AROME sono i principali elementi richiesti in futuro a supporto di un’analisi maggiormente sistematica.