Modelli idrologici e qualità delle previsioni

Per le sue previsioni l'UFAM utilizza diversi modelli idrologici. Le previsioni del livello delle acque e delle portate si basano su dati idrologici e meteorologici come pure su modelli idrologici. La qualità delle previsioni idrologiche è influenzata da diversi fattori, tra cui le dimensioni e la complessità idrologica del bacino imbrifero e le condizioni meteorologiche.

Modelli idrologici

Da diversi anni l'UFAM utilizza il sistema di previsione Flood Early Warning System (FEWS). FEWS è il principale strumento di lavoro per gli addetti ai lavori. Offre un ambiente del programma che permette la gestione, la convalida e la visualizzazione dei dati iniziali (ad es. dati delle misurazioni, modelli meteorologici numerici) e dei risultati (previsioni idrologiche). In FEWS vengono lanciati i modelli idrologici integrati che permettono il calcolo vero e proprio delle previsioni. L'UFAM fa ricorso ai seguenti quattro modelli idrologici:

  • modello HBV (per il bacino imbrifero del Reno);
  • modello WaSiM (in futuro per tutta la Svizzera): WASIM
  • modello PREVAH (per il bacino imbrifero della Sihl e in Ticino): PREVAH
  • modello LARSIM (per il bacino imbrifero del Reno): LARSIM

L'UFAM sta per sostituire il modello HBV, concettuale e semidistributivo, con il modello WASIM, basato su raster. In futuro il modello WaSiM verrà utilizzato per tutta la Svizzera; in aggiunta, il modello LARSIM, già utilizzato dal servizio di previsioni di Karlsruhe per l'intero bacino imbrifero del Reno, verrà integrato in FEWS. In collaborazione con i Cantoni di Zurigo e del Ticino il modello PREVAH è stato configurato per i rispettivi bacini imbriferi, quindi è stato integrato in FEWS.

Qualità delle previsioni idrologiche

La Svizzera, con la sua topografia tipicamente alpina, la conseguente elevata frammentazione del territorio e la forte antropizzazione (regolazione dei livelli lacustri, sfruttamento idroelettrico), è estremamente complessa sotto il profilo idrologico ed è quindi difficile ricavare modelli.

La qualità delle previsioni di portata è influenzata dai seguenti fattori:

  • dimensioni del bacino imbrifero: le previsioni di portata relative ai bacini imbriferi di grandi dimensioni sono più precise rispetto a quelle relative ai bacini di piccole dimensioni. Nei primi, infatti, gli errori nella previsione meteorologica numerica tendono a compensarsi e la copertura per quanto attiene ai dati di misurazione meteorologici e idrologici è migliore. Per i bacini di piccola e media grandezza sono spesso disponibili solo poche stazioni di misurazione. Inoltre, i bacini di dimensioni ridotte sono in parte influenzati da interventi antropici (centrali idroelettriche);

  • previsioni delle precipitazioni e scioglimento della neve: per eseguire i calcoli per le previsioni di portata si utilizzano come base, tra l'altro, i modelli numerici di previsione COSMO di MeteoSvizzera e il modello deterministico di previsione del Centro europeo per le previsioni meteorologiche a medio termine (CEPMMT). Scostamenti anche lievi nell'andamento spaziale e temporale delle precipitazioni rispetto alla realtà possono causare enormi differenze a livello di localizzazione, altezza e momento dell'evento di piena.
    La temperatura è determinante ai fini della previsione dello scioglimento della neve. Soprattutto quando c'è neve sull'Altipiano, una differenza di un solo grado tra la temperatura prevista e quella misurata può condurre a errori significativi nel calcolo dell'apporto di acqua di scioglimento;

  • regolazione dei laghi: eccezion fatta per i laghi di Costanza e di Walen, tutti i principali laghi della Svizzera sono soggetti a regolazione. La gestione degli sbarramenti avviene secondo regolamenti specifici, di cui il modello idrologico tiene conto. Nella pratica, tuttavia, proprio in caso di piena bisogna scostarsi anche a breve termine da queste norme, e nel modello non si può tenere conto di tali cambiamenti.

  • dati mancanti e dati iniziali basati su calcoli: ci sono varie e importanti grandezze del bilancio idrico che non vengono rilevate in modo capillare e aggiornato. Nel modello l'equivalente in acqua della neve, l'umidità del terreno e l'evaporazione, ad esempio, devono quindi essere calcolati sulla base di altre grandezze e ciò comporta incertezze nelle condizioni iniziali e nei calcoli per il futuro;

  • caratteristiche del bacino: affinché un modello idrologico riproduca al meglio il bilancio idrico e permetta, dopo l'inserimento di un modello meteorologico numerico, di prevedere con precisione anche le portate, deve essere calibrato con dati meteorologici e idrologici misurati. I risultati migliori a livello di calibrazione si ottengono nei bacini senza influssi antropici e con una buona base di dati. Sono invece più problematici i bacini che presentano caratteristiche complesse (p. es. carsismo), che sono soggetti a maggiori influssi antropici per lo sfruttamento idroelettrico e la regolazione e per i quali non si dispone di sufficienti dati meteorologici;

  • incertezza delle previsioni a seconda del periodo considerato: le previsioni per le ore appena successive sono relativamente buone perché possono basarsi su dati misurati. Maggiore è il periodo di previsione, peggiore è la qualità delle previsioni: le previsioni idrologiche oltre le 12 ore successive, infatti, non si basano più su dati misurati bensì esclusivamente su previsioni meteorologiche, il che riduce la loro precisione.

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Ultima modifica 22.08.2018

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