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(traduzione di Aki IZ0MVN)
Vedere anche: Caratteristiche
dell'atmosfera standard -
L'inseguimento di una radiosonda può essere grandemente
facilitato se si può disporre, prima del volo, di una previsione
del punto di caduta, anche approssimativa.
- Più di 5 giorni prima: previsione molto poco affidabile;
- tra 5 e 3 giorni prima: progetto di spedizione, considerare
di partire a caccia o no, secondo la zona approssimativa;
- da 3 a 1 giorno prima: conoscere la zona del punto di caduta
entro una ventina di chilometri;
- qualche ora prima del lancio: tracciato della traiettoria,
previsione del punto di scoppio (BP) e del punto di caduta (IP)
Principio
Il corso di un volo di
radiosonda è relativamente standard, anche se i parametri
che regolano il volo non sono conosciuti che con una incertezza
abbastanza grande. Si può conoscere con una precisione
sufficiente la durata della salita, la quota di scoppio e la durata
della discesa. Per questo basta ascoltare le ore di rilascio,
scoppio e impatto e interrogare il sito dell' Università
del Wyoming per conoscere le altitudini di scoppio.
Di conseguenza, si può dedurre la velocità media
di salita e di discesa. Questi elementi permettono di costituire
una tabella che dà l'altitudine in funzione del tempo.
D'altra parte il diagramma dei venti (windgram), della zona dove
evolve il pallone, ci dà la velocità e la direzione
del vento per ogni strato d'altitudine; si può quindi calcolare
sommariamente lo spostamennto del pallone durante la traversata
di uno strato. Più lo spessore dello strato di altitudine
è piccolo, più preciso sarà il calcolo della
traiettoria. Se un calcolo sommario è sufficiente, ci si
può accontentare dello strato in cui i venti sono più
violenti e ignorare brevi spostamenti a causa di venti deboli.
Calcolo elementare
Supponendo che la forza del vento
sia nulla durante tutta la salita (e la discesa), una radiosonda
ricadrà esattamente al suo punto di partenza. Se la forza
e la direzione del vento sono costanti durante tutto il volo,
lo spostamento orizzontale è facilmente calcolabile.
Esempio:
- tempo di salita: 2 ore,
- tempo di discesa: 1 ora,
- velocità orizzontale del vento: 10 Km/h
- direzione del vento: nord preciso.
Durante la salita il pallone percorrerà 2x10=20 km; il
punto di scoppio (BP) sarà situato 20 km a nord
del centro di lancio. Durante la discesa, esso percorrerà
1x10= 10 km, il punto di atterraggio (IP) sarà situato
a 20+10=30 km a nord del punto di decollo (CM).
In realtà il diagramma dei venti non è mai così
semplice.
Caso di un windgram a due strati
Sia il diagramma dei venti quello seguente:
- da 0 a 10.000m (10km): vento 20 km/h direzione Nord,
- da 10.000m a 20.000m (10 a 20km): vento 10 km/h direzione
Est
Spostamento durante la salita
Essendo la velocità di salita di 20 km/h e la quota di
scoppio uguale a 20 km, il pallone impiegherà in totale
1h per raggiungere la quota di scoppio di 20.000m, cioè
0,5 ore per strato.
Durante la traversata del primo strato, da 0 a 10 km di quota,
esso si sposterà a 20 km/h per 0,5 ore, che fa 10 km verso
Nord.
Allo stesso modo, durante la traversata del secondo strato (10 a 20
km di quota) esso percorrerà 5 km (0,5h a 10km/h)
questa volta in direzione Est. Il punto di scoppio BP (Burst
Point) si troverà a poco più di 11 km verso
Nord-Nord-Est (27°).
Spostamento durante la discesa
Supponiamo una velocità di caduta media di 40 km/h. La
traversata di ciascuno dei 2 strati durerà 0,25 ore.
Il primo strato attraversato è quello che va da 20 a 10
km di quota, dove il vento soffia verso Est a 10 km/h. Lo spostamento
della RS verso Est sarà di 2,5 km. Attraversando lo strato
da 10 a 0 km, la RS sarà deviata verso Nord di 0,25x20=5km.
Si fa notare che i punti di decollo, di scoppio e di atterraggio
sono allineati. E' una proprietà molto interessante ma
c'è una approssimazione, poiché essa suppone che
la velocità di caduta sia costante, ciò che non
è nel caso. In pratica, questa semplificazione è
accettabile solo per spostamento orizzontale superiore a 30 km.
Al di sotto dei 30 km, le previsioni di traiettorie sono poco
affidabili a causa della grande instabilità dei venti deboli.
La figura descritta dalla traiettoria nella discesa ha la stessa
forma di quella alla salita (un triangolo), un po' più
piccolo e ruotato di 180°.
Calcolo di traiettoria approssimata
Applicando il principio sviluppato
nel paragrafo precedente, si può scomporre l'atmosfera
in 3 o 4 strati nei quali si considera che la velocità
(in nodi=kt) e la direzione del vento siano costanti. Lo spessore
di ogni strato può essere diverso. Poiché la velocità
di salita è costante, si può calcolare la durata
dell'attraversamento e la deriva subita per ogni strato. Tracciando,
da punto a punto, ciascuna di queste derive si ottiene la posizione
di BP, il punto di scoppio.
Nell'esempio qui sotto si parte da un windgram che è diviso
in 4 livelli:
- Da 0 a 2 km - 10 kt direzione del vento a 180° (nodi)
- Da 2 a 7 km - 20 kt direzione del vento a 200°
- Da 7 a 16 km - 50 kt direzione del vento 210°
- Da 16 a 35 km - 10 kt direzione del vento 270°
Per ogni strato è calcolato il tempo di passaggio ad una
velocità di 5 m/s. Ad esempio: 2000m/5=400 sec ossia 0,11
ore.
La forza del vento (kt) e la direzione sono mediate all'interno
di ogni strato. Il tragitto orizzontale percorso dal pallone è
calcolato in miglia nautiche (1KT=1NM/h) poi le distanze sono
convertite in km (1NM=1,852 km).
Il percorso del pallone in orizzontale è in scala mettendo
da punto a punto i 4 segmenti e ordinandoli secondo la direzione
del vento in ogni strato. Si ottiene così la posizione
di BP, il punto di scoppio.
Il punto di impatto IP è ottenuto prolungando il segmento
CM-BP per una lunghezza uguale alla metà di CM-BP. Questo
rapporto di 1/2 è uguale al rapporto delle velocità
medie di salita e discesa. La distanza totale percorsa dalla radiosonda
è misurata sul disegno. Essa è di 98 km e l'azimut
del punto di caduta IP è 220°. Un calcolo effettuato
al calcolatore ha dato 90 km e 216°. L'approssimazione è
relativamente sodddisfacente.
Calcolo di traiettoria evoluta
La determinazione grafica del punto di impatto, vista nel paragrafo
precedente, è stata sviluppata in un ambito didattico;
è un procedimento tanto fastidioso quanto impreciso. Un
metodo di calcolo meno laborioso consiste nell'utilizzare un programma
su PC alimentato direttamente dai dati del windgram. Si tratta
di Balloon Track.
Affidabilità di una previsione
calcolata
Se si compara la traiettoria reale constatata con quella prevista
prima del lancio o anche quella calcolata dopo il volo, si constata
un errore sulla posizione del punto di caduta che può essere
molto grande. Ciò è dovuto in gran parte ad una
parametrizzazione insufficiente del programma di calcolo per mancanza
di informazioni precise sulle velocità di ascesa e di caduta,
sull'altitudine di scoppio ed anche sulle previsioni di venti
per fasce d'altitudine.
Vedere: Incertezza sulla previsione di
traiettoria e Pianificazione e gestione
di una previsione