ARPA-SIM Il Servizio IdroMeteorologico dell’ARPA dell’Emilia-Romagna

1. ARPA-SIM Il Servizio IdroMeteorologico dell’ARPA dell’Emilia-Romagna Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

2. Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

3. L’indice del programma SIM 2008 0. Priorità di programma di ARPA-SIM • Servizi di monitoraggio e previsione • Supporto tecnico RER • Attività per studi/progetti regionali, nazionali, UE, internazionali • Attività di previsione idrometeo su specifica richiesta • Attività di comunicazione/diffusione dati ambientali Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

4. Priorità di programma di ARPA-SIM • Previsioni ed effetti dei cambiamenti climatici e previsoni stagionali • Presidio integrato dei fattori di rischio idrologico ed idrogeologico • Criticità: mantenimento degli standard quali-quantitativi: riorganizzazione del Servizio Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

5. Servizi di monitoraggio e previsione • Monitoraggio integrato meteorologico, agro, radar, idro e marino RIRER • Previsioni meteorologiche e meteo-marine • Centro Funzionale regionale IdroMeteo di Protezione Civile • Centro di Competenza in modellistica meteorologica e radarmeteorologia • Previsioni della qualità dell’aria (modellistica chimica-diff.) • Previsioni “sanitarie”: disagio bioclimatico (onde di calore) e pollini • Previsioni agrometeorologiche • Previsioni stagionali(DPC, RER, Agro…) • Proiezioni cimatiche a scala regionale e locale • Previsioni idrologico-idrauliche(modellistica idro) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

6. ORGANIZZAZIONE SIM DIRETTORE DEL SERVIZIO STAFF AMMINISTRAZIONE, PIANIFICAZIONE, MARKETING STAFF SICUREZZA, QUALITA’ E ECOMANAGMENT CF CdC Sat Mod. QdA Po AREA SALA OPERATIVA METEO E CLIMATOLOGIA AREA MODELLISTICA METEO E RADARMET. AREA AGRO- METEOROLOGIA E TERRITORIO AREA METEOROLOGIA AMBIENTALE AREA IDROLOGIA Rirer AREA RETI DI MONITORAGGIO Dexter AREA INFORMATICA ARPA SERVIZIO IDROMETEOROLOGICO Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

7. Area reti di monitoraggio Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

8. La rete in telemisura RIRER + radar Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

9. Le tipologie di reti di monitoraggio di ARPA-SIM • Rete idro-meteo-pluviometrica • rete RIRER (tempo reale): idropluviometriche – numero 416 agrometeorologiche - numero 69 urbane - numero 10 • rete di stazioni meccaniche - numero 81 • Rete radar - numero2 • Autosonda -numero 1 • Boa ondametrica -numero 1 (dal 2007)

10. Boa NausicaaInstallata 6 miglia al largo di Cesenatico il 30 maggio 2007Finanziata con fondi RER e in parte dal progetto BeachMed

11. Costi di gestione delle reti di ARPA-SIM COSTI NUOVI 2007 (dal 2008 costi Boa, 20 K€) * Incremento del 60%: come mai ????

12. FULMINE a Gattatico il 5 giugno 2007 !! Danni del fulmine: 1) fermo attività per 165 giorni 2) costi per le riparazione: 90 K€ (ma siamo assicurati….. vedremo..)

13. Novità 2008: Sostituzione del Radar di S. Pietro Capofiume • Costo: 450.000 euro • Chiusura della gara: oggi • Firma del contratto: gennaio 2008 • Inizio dei lavori: settembre 2008 • Completamento dei lavori: dicembre 2008 • Collaudo e inizio operatività: gennaio 2009 • Diminuzione dei costi di esercizio (consumi e manutenzione) e dei malfunzionamenti di entrambi i radar

14. Area Sala Operativa, Climatologia e Centro Funzionale Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

15. Le attività dell’Area Sala Operativa, Climatologia e Centro Funzionale • Gestione & sviluppo Sala Operativa Meteo • Stato del Clima e Cambiamenti Climatici • Previsioni a lunga scadenza (mensile-stagionale) • Centro Funzionale e rischio idro-geologico Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

16. Sala operativa: copertura oraria La sala operativa di ARPA-SIM garantisce un servizio dalle ore 8 alle ore 18 tutti i giorni feriali dell’anno. Nei festivi la copertura va dalle ore 8 alle ore 16. La copertura dalle ore 18 (16 nei festivi) alle ore 8 è garantita con un servizio di pronta disponibilità. I costi per la PD sono coperti interamente dalla Regione con un finanziamento ad hoc (69.000 euro/anno) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

17. Attività operativa Bollettino meteorologico per province Relazioni e commenti di situazioni meteorologiche avverse per utenti pubblici e privati Relazioni di evento (siccità, piene, nevicate) Commenti meteorologici mensili per ARPA-RIVISTA Previsione neve per Società Autostrade (A1, A14, A13), Cisa, Brennero, Centro Padane. Verifica previsioni emesse (risultati disponibili sul WEB) Previsione “ghiaccio” stradale (IceCast) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

18. Sviluppo Gestione produzione grafica dei dati osservati e previsti per il supporto oggettivo alla previsione meteorologica Progettazione software di visualizzazione dati (Browser) in collaborazione con Area Informatica Verifica catene modellistiche (in collaborazione con area Modellistica Meteorologica) Sviluppo SW specialistico per assistenza Clienti: es: HERA, Bonifica Ferrara, TV locali,…) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

19. Esempio di prodotti SalOp Sim: le previsioni Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

20. Stato del clima e cambiamenti a scala regionaleottenuti con tecniche di regionalizzazione di tipo dinamico-statistico Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

21. Tmax annua sul bacino del Po - 1961-2006 Trend: circa 2,5°C negli ultimi 30 anni, invece di 2°C in 45 anni Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

22. Cambiamenti climatici a scala locale Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

23. Esempio di elaborazione per Annuario Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

24. Valutazione di scenari di precipitazione a supporto delle decisioni (DG ambiente e ProCiv) durante situazioni di crisi idriche (esempio: autunno-inverno 2007) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

25. 30/11 Scenario 2006 – persistenza attuale trend: 60mm al 30/11 Scenario clima 1971-2000: 125 mm al 30/11 Scenario previ stagionali aut. 2007: 100 mm al 30/11 Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

26. Previsioni stagionali a scala nazionale e locale Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

27. Previsione stagionale tmax Multi model ensemble * Osservazioni * Media di ensemble Clima BS=0.25 MOS BS=0.20; BSS=0.19; COR=0.91 Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

28. Mappe probabilistiche precipitazione, SPI3 e CDD PREC SPI 3m (1987-06) CDD Esempi di previsione stagionale probabilistica Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

29. Mappe probabilistiche Tmax, TX90 e HW90 Tmax TX90 HW90 (1987-06) Esempi di previsione stagionale probabilistica Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

30. Le attività del Centro Funzionale Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

31. Il Centro Funzionale della RER: Accentra i dati rilevati dalle reti di monitoraggio presenti in regione e li trasmette al DPCN assicura la manutenzione delle reti di monitoraggio e dell’HW e SW in dotazione Contribuisce quotidianamente a realizzare il bollettino meteorologico previsionale sinottico nazionale, assieme a DPC e Arpa Piemonte Realizza e diffonde bollettini di vigilanza idrogeologica, avvisi meteo e di criticità a supporto del sistema regionale e nazionale di protezione civile (2007: 25 avvisi meteo e 6 avvisi di criticità idrogeologica) Organizza e assicura il funzionamento su tutto l'arco delle 24 ore, quando necessario, mediante attivazione della PD nelle ore notturne e anche nei festivi. Fornisce assistenza ad ARPA nei casi di incidenti ambientali Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

32. Area Modellistica meteo e radarmeteorologia Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

33. ARPA-SIM Centro di Competenza in Modellistica Numerica Meteorologica e Marina, Radarmeteorologia e Nowcasting Convenzione con Centro di Competenza CIMA Ricerca & Sviluppo Convenzione col DPC Gestione operativa e manutenzione evolutiva di sistemi previsionali e di monitoraggio Progetto Mosaicatura Radar (ordinanza 3315 del 2003) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

34. Gestione e sviluppo di un sistema di previsione dello stato del mare Gestione e sviluppo del sistema di previsioni di Ensemble ad Area Limitata COSMO-LEPS Gestione e sviluppo di un sistema per l’elaborazione dei dati radar per radarpluviometria e polarimetria radar Gestione operativa di LAMI (incluso le risorse di supercalcolo) Partecipazione alle attività del Consorzio Internazionale COSMO Gestione e sviluppo nowcasting basato su osservazioni radar Convenzione LAMI AM, ARPA-SIM, ARPA Piemonte Azioni COST: progetti europei ARPA-SIM Centro di Competenza in Modellistica Numerica Meteorologica, Meteorologia Marina e Radarmeteorologia Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

35. Convenzione DPC – Arpa/SIM (+Proscenio) Gestione Operativa Manutenzione Evolutiva Sviluppo & + • Sistema di previsione numerica deterministica: LAMI • Sistema di previsione numerica di ensemble, COSMO-LEPS • Validazione operativa (verifica) dei prodotti previsionali gestiti da ARPA-SIM volta anche al miglioramento delle metodologie di post-elaborazione/adattamento del prodotto meteorologico a fini applicativi di protezione civile • Sistema di previsione numerica dello stato del mare :WAM/SWAN • Sistemi di analisi meteorologica oggettiva e di data-blending a scala locale a copertura del territorio nazionale: LAPS • Sistemi di nowcasting (principalmente radarmeteo) operativo, basati su tecniche di estrapolazione e/o avvezione di strutture variamente osservate e/o modellate: NOWMOS • Sito WEB dedicato Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

36. Members of COSMO are the following national meteorological services: DWD Deutscher Wetterdienst, Offenbach, Germany HNMS Hellenic National Meteorological Service, Athens, Greece IMGW Institute for Meteorology and Water Management, Warsaw, Poland MeteoSwiss Meteo-Schweiz, Zurich, Switzerland USAM Ufficio Spazio Aereo e Meteorologia, Roma, Italy These regional and military services within the member states are also participating: ARPA-SIM Servizio IdroMeteorologico di ARPA Emilia-Romagna, Bologna, Italy ARPA-Piemonte Agenzia Regionale per la Protezione Ambientale-Piemonte, Italy AWGeophys Amt für Wehrgeophysik, Traben-Trarbach, Germany CIRA Centro Italiano Ricerche Aerospaziali Italy NMA, the Romanian Meteorological Service, will be full member before the end of 2007 Roshydromet, the Russian Hydromet Service has applied to join COSMO and is now applcant member Since 2004 the Romanian Meteorological Service is associated partner of COSMO Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

37. COSMO I7 Accordo LAMIUSAM ARPA SIM Emilia-RomagnaARPA Piemonte 2 run per day starting at 00 and 12 UTC Forecast length + 72 hours Horizontal resolution about 7 km 40 vertical levels 3-hourly boundary conditions from IFS/ECMWF forecast Initial Conditions through continuous assimilation cycle based on nudging Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

38. COSMO I7 suite GME (Backup) Accordo LAMIUSAM ARPA SIM Emilia-RomagnaARPA Piemonte 2 run per day starting at 00 and 12 UTC Forecast length + 72 hours Horizontal resolution about 7 km 40 vertical levels hourly boundary conditions from GME forecast Initial Conditions through continuous assimilation cycle based on nudging Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

39. COSMO I2 Accordo LAMIUSAM ARPA SIM Emilia-RomagnaARPA Piemonte 1 run per day starting at 00 Forecast length + 48 hours Horizontal resolution about 2.8 km 45 vertical levels hourly boundary conditions from COSMO I7 km forecast Initial Conditions from COSMO I7 continuous assimilation cycle based on nudging Very soon (end of September): the system will run twice a day Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

40. Alcuni progetti significativi di sviluppo dell’area Modellistica meteo e radarmeteo • Sviluppo utilizzo dati da satellite • Cosmo-Sreps • Utilizzo operativo dei nuovi prodotti di radarmeteo e nowcasting Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

41. L’assimilazione dei dati da satellite ad Arpa-Sim nell’ambito del progetto COSMO Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

42. flg_prc 8 7 6 5 4 3 2 Dati di MSG disponibili ogni 15 minuti Dati convenzionali in una finestra di 12 ore 1 0 SviluppoLAMI in Proscenio: Sviluppi nell’uso dei dati da remote sensing: complementarietà tra dati convenzionali e dati da satellite. Utilizzo completamente operativo entro il 2008 Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

43. Test case The selected case study is a false alarm occurred in North North-Eastern Italy, Trentino Alto Adige and Friuli-Venezia-Giulia, on the 8th of July 2004. A risk scenario was diagnosed by LM outputs. In particular a large atmpspheric instability and convection events were forecasted. In reality the event was of minor intensity and drier winds with associated scattered thunderstorms were recorded only on the early morning of the 9th July. Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

44. La modellistica previsionale probabilistica: da COSMO-LEPS a COSMO-SREPS Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

45. I sistemi di previsioni di ensemble a disposizione del sistema dei CF: COSMO-LEPs Dim 2 Possibili scenari evolutivi Condizioni iniziali Dim 1 Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

46. Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

47. Feb06: 10m  16m; 32ML  40 ML Jun04: 5m  10m Time series of ROC area fc. range 78-90h Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

48. L’evoluzione di COSMO-LEPS per il breve termine: COSMO-SREPS (Short-Range Ensemble Prediction System) Il sistema è nato per soddisfare alcune esigenze che sono nate in Italia e che trovano corrispondenza all’interno di COSMO: • avere un ensemble system a mesoscala adatto per il breve termine (1-2gg), per migliorare il supporto nella gestione di eventi a grande impatto per gli scopi di protezione civile • sviluppare un ensemble a brevissimo termine da utilizzare per scopi di assimilazione dati con il modello ad area limitata (1D-Var di dati da satellite in LAMI con matrice B flow-dependent e progetto SIR ) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007

49. Approccio multimodello su cond iniz. e al cont. • un ensemble MUlti-Model MUlti-Boundaries è operativo all’INM (Madrid): 4 diversi modelli ad area limitata (UM, HIRLAM, HRM, MM5) sono innestati su 4 diversi modelli globali (IFS, GME, UM, AVN) => 16 members a 25 km di risoluzione orizzontale • in seguito ad un accordo tra INM e COSMO, LM è stato aggiunto come quinto LAM IFS LM 25km GME LM 25km AVN LM 25 km UM LM 25 km Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007 Courtesy of INM

50. Che benefici ci aspettiamo da COSMO-SREPS? • Impatto positivo sulle mappe di probabilità di precipitazione • Impatto positivo sugli errori della precipitazione • I modelli sono VERAMENTE diversi tra loro (catene complete) • La diversità all’interno dell’ensemble aumenta di una quantità non trascurabile aggiungendo le perturbazioni del modello • La diversità “interna” come misura apriori dell’indecisione (spread-skill relationship) Incontro tra la DG e gli operatori di Arpa-Sim Bologna 10 Dicembre 2007