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Incertezza dovuta a BT e al modello matematico

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(traduzione di Aki IZ0MVN)

Vedere anche: previsione di traiettoria - Volo di una RS - Curve e file di dati - Uso di Balloon Track - Modo d'impiego di NOAA-READY - Il diagramma dei venti, o windgram -

Indipendentemente dal carattere probabilistico delle previsioni e dei parametri del volo (velocità di salita e di discesa, quota di scoppio) una prina fonte di incertezza è determinata dal funzionamento proprio del programma Balloon-Track e dal modello matematico dell'atmosfera, che viene usato per il calcolo. Alcune prove e statistiche permettono di vedere meglio quello che ci si può aspettare da BT.

Principio

Grazie alla decodifica delle informazioni trasmesse da diverse RS92SGP, di cui posizione e quota sono misurate per mezzo di GPS, si può determinare la traiettoria esatta di una radiosonda, misurare la velocità di salita, la velocità di caduta e conoscere la quota di scoppio. Resta da aspettare l'aggiornamento di UWYO con i dati meteorologici reali (velocità e direzione del vento alle diverse quote) per ottenere un diagramma dei venti corrispondente alla realta del volo.
Facendo girare BT con questi dati esatti, si dovrebbe ottenere una previsione perfetta. Non è proprio così.

Risultati

Sulla curva qui a lato sono rappresentati gli scarti relativi (in %) tra la posizione calcolata da BT e lo stesso punto misurato sulla traiettoria reale e questo in funzione della distanza percorsa dalla radiosonda.
Esempio:
Il 15/12/2007 la RS di Baiersbronn (Germania) ha percorso 170km prima che il suo segnale sparisse mentre era ancora a 2200m di quota. Dal calcolo, la distanza tra questo punto, di coordinate reali [47.21; -7.28], e la posizione prevista da BT [47.23; -7.20] è di 6km, da cui uno scarto relativo di 6/170=4%.
Si vede che, benché la dispersione sia grande, la curva di tendenza indica che lo scarto relativo è tanto più piccolo quanto più la distanza percorsa è grande. Anche quando la distanza percorsa è dell'ordine di 20km, lo scarto medio è di circa 50%, cioè di 10km.

Tentativo di spiegazione

Varie ragioni possono essere avanzate per spiegare gli scarti.
1) Realtà apparente dei parametri
A priori, i parametri sono reali:
- velocità media di salita: +196m/min;
- velocità media di caduta; -1669m/min;
- quota di scoppio: 26300m;
La velocià di salita (praticamente costante) e l'altitudine di scoppio sono affidabili.
Ma, se si scompone la velocità di caduta in tre segmenti:
- 2749 m/min al di sopra di 14000m;
- 1994 m/min da 7000 a 14000m;
- 1400 m/min al di sotto di 7000m;
la velocità media di caduta calcolata, su questi valori, diventa -2048m/mn.
La velocità di caduta è lontana dall'essere costante; considerarla come tale è una semplificazione che introduce degli scarti che possono essere notevoli nel caso di una discesa lenta sotto paracadute.
2) Variazioni del diagramma dei venti
Sul windgram qui a lato, si vede che i venti nella prima colonna sono deboli ma molto variabili. Si considera che all'interno di una fascia d'altitudine la direzione e la velocità del vento siano costanti. Questo non rappresenta la realtà come si può constatare tra le quote 900 e 850hPa, sempre nella prima colonna, quando la direzione del vento cambia all'incirca di 60 gradi.
Si vede che, quando i venti sono relativamente forti (secondo terzo della figura), le direzioni cambiano poco. Si può allora considerare che la direzione del vento sia costante senza provocare errori considerevoli.
I venti forti spostano le radiosonde sulle grandi distanze con una buona regolarità, mentre le corte distanze sono determinate da venti deboli e molto variabili. Questi principi spiegano, in parte, la forma della curva di tendenza del grafo, qui sopra.