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Telemisura

La rete per la Meteorologia e l'Agrometeorologia nel Veneto

La rete di telemisura rileva in continuo le misura dei principali parametri meteorologici, agrometeorologici ed idrologici, trasmettendoli ad una centrale di acquisizione. Essa costituisce una delle componenti del più articolato sistema integrato di monitoraggio e previsione del tempo atmosferico a scala regionale costituito dalla regione Veneto presso il Centro Meteorologico di Teolo ed attualmente gestito da ARPAV.

Il monitoraggio delle principali variabili agro-idro-meteorologiche viene svolto per rispondere alle seguenti esigenze:

  • Conoscenza del territorio regionale dal punto di vista meteo-climatico.
  • Supporto ai processi decisionali di gestione del territorio.
  • Supporto ai processi decisionali di gestione delle emergenze.


La conoscenza del territorio dal punto di vista meteo-climatico si basa su analisi statistiche, di vario tipo, di serie di dati significativamente prolungate nel tempo.
Tale azione è fondamentale per dare significato ai dati misurati e richiede che il monitoraggio risponda ai seguenti requisiti:

  • continuità temporale;
  • standardizzazione dei metodi di misura;
  • affidabilità dei sensori protratta nel tempo.

Gli studi territoriali, la progettazione di opere idrauliche e di ingegneria civile, le azioni di pianificazione territoriale e, più in generale, gli studi sul clima richiedono un’adeguata base di dati con opportuno dettaglio spaziale e, soprattutto, con una significativa continuità temporale.

La rilevazione dei parametri meteorologici, agrometeorologici ed idrologici serve poi per garantire un supporto decisionale ai processi di gestione ordinaria del territorio.
In tale categoria rientra in primo luogo l’agrometeorologia intesa come scienza che studia i rapporti tra tecnica agronomica e condizioni meteoclimatiche dell’ambiente, al fine di una conduzione razionale dell’attività agricola sia ai fini produttivi che di limitazione dell’impatto ambientale.
Come ulteriori esempi  di utilizzazione dei dati  meteorologici si ricordano:

  • le attività previsionali, che si avvalgono, tra l’altro, dell’analisi dello stato attuale e pregresso del tempo;
  • le attività di meteorologia ambientale, finalizzate soprattutto al monitoraggio dell’inquinamento atmosferico;
  • la stima del rischio d’incendi forestali;
  • le attività di gestione e controllo di sistemi idrici e di bonifica;
  • le attività turistico-ricreative spesso interessate agli andamenti di taluni parametri quali temperatura, umidità, vento, radiazione ultravioletta e precipitazione.


Infine i dati idro-meteorologici hanno grande importanza per supportare i processi decisionali in situazioni d’emergenza. Si pensi alla acquisizione di dati degli afflussi e deflussi idrici in condizioni di piena, o alla disponibilità di dati di direzione ed intensità del vento in situazioni di emergenza chimica-industriale con possibile rilascio di inquinanti in atmosfera.
Anche l’attività di previsioni meteo di brevissimo periodo (nowcasting) risulta agevolata dalla disponibilità di dati recenti acquisiti dalle stazioni meteorologiche, in particolare per la gestione delle situazioni d’emergenza dovuta ad esempio a precipitazioni di particolare entità o intensità o ancora a carattere nevoso.
In tale contesto diventa fondamentale la capacità di operare in tempo reale, acquisendo, eventualmente elaborando e rendendo disponibili agli utenti, dati idro-meteorologici aggiornati.

Controllo e validazione dati

Acquisizione dati

Il sistema per l’acquisizione dati dalla rete agro-idro-meteorologica è costituito da tre moduli radio ricetrasmittenti, in monofrequenza, che utilizzano ciascuno una delle  tre diverse frequenze radio UHF in cui è stato suddiviso il territorio regionale per velocizzare la ricezione dati.
I moduli radio  sono controllati da un programma di gestione delle chiamate, denominato FEP (Front End Programme), risiedente su P.C. installato presso la centrale operativa di Teolo e raddoppiato,  per sicurezza, su secondo PC installato presso la sede di Belluno.
Il complesso stazioni periferiche–sistema di acquisizione dati, opera utilizzando l’orario solare durante l’intero corso dell’anno.
Nell’attuale configurazione della rete, viene acquisito l’archivio giornaliero completo della stazione appena trascorse le ore 24.00 solari e pertanto, tutti i giorni, a partire dalle 00.20, la centrale operativa avvia automaticamente la chiamata di scarico archivio giornaliero delle singole stazioni.  Alle ore 04.00 ed alle ore 06.00 vengono attivate, sempre con modalità automatica, ulteriori chiamate di acquisizione archivi che riguardano esclusivamente le stazioni che non hanno scaricato l’archivio nel corso delle precedenti chiamate.

Il controllo e l’archiviazione dei dati

I processi di trattamento dei dati e di manutenzione-taratura sensori sono organizzati da diversi anni con sistema di gestione certificato UNI EN ISO 9001-2000. In particolare i sensori sono tarati una volta l’anno (o a seguito di ogni sostituzione),  mediante confronto con strumenti di precisione certificati S.I.T.. Il processo di validazione dati viene svolto ogni giorno lavorativo da un gruppo di tecnici che si avvalgono di procedure automatiche di segnalazione dei dati aberranti o sospetti che operano sulla base dei seguenti principi generali:

Range e formato dei dati

I dati pervenuti devono rientrare nel range di misura dello strumento e devono rispondere ai requisiti formali (struttura dati, congruità data, presenza codici identificativi appropriati) che ne consentano l’univoca caratterizzazione

Consistenza assoluta dei dati

Per ciascun mese dell’anno vengono definiti dei valori di soglia (calcolando, sulla base dei dati pregressi, il 10° e il 90° percentile). Le misure non rientranti in tale range vengono segnalate come sospette

Consistenza relativa dei dati

I dati di variabili diverse rilavate dalla stazione devono presentare andamenti correlati (es. incremento di temperatura spesso è correlato a decremento di U.R.% o sensori collocati ad altezze dal suolo diverse devono avere andamenti congruenti). Andamenti anamali vengono segnalati come sospetti

Consistenza temporale dei dati

Vengono confrontati tra loro i dati di una sequenza analizzando e segnalando:

persistenza dati: il dato rimane sempre uguale a se stesso per più di n. rilevazioni;

confronto temporale: vengono confrontate tra loro brevi serie di dati e segnalate le variazioni superiori ad un valore prefissato;

ciclicità giornaliera: vengono analizzate serie di dati giornalieri e segnalate le variazioni superiori ad un valore prefissato di escursione o l’anomalia dell’andamento giornaliero

Consistenza spaziale dei dati

Vengono confrontati tra loro misure della stessa variabile effettuate da stazioni vicine segnalando come sospette le situazioni caratterizzata da rilevanti differenze.

 

Ciascuna segnalazione di dati sospetti avvia un processo manuale di controllo dati.  Solo il superamento dei valori di Range strumentale o il non riconoscimento della struttura formale dei dati comporta l’invalidazione automatica degli stessi.

Settimanalmente si effettua un ulteriore controllo dei dati avvalendosi di varie tipologie di grafici; tale analisi consente di valutare  gli andamenti delle variabili meteorologiche su base plurigiornaliera al fine di evidenziare eventuali derive  strumentali.

Il riscontro di anomalie di funzionamento comporta l’annullamento di tali dati e l’attivazione di processi di controllo manutentivo della relativa stazione meteorologica.

Si procede inoltre quotidianamente alla verifica dell’efficienza delle radiotrasmissioni, dello stato di carica delle batterie, dell’allineamento degli orologi delle stazioni, anche mediante il controllo dei report di radio-chiamata.

Le misure trasmesse via radio dalle stazioni meteorologiche vengono archiviate, sia prima che dopo il processo di validazione, in una banca dati relazionale operante con sistema Oracle denominata SIRAV (Sistema Informativo Regionale Ambientale del Veneto) accessibile tramite rete intranet ARPAV a tutte le strutture operative  dell’Agenzia.

I dati alla scansione di acquisizione e i dati speciali

La stazione meteorologica periferica opera acquisendo dati istantanei ogni 2 secondi. Utilizzando tali dati vengono calcolati i valori alla frequenza di acquisizione che a seconda del sensore sono somme, medie, dati istantanei calcolati nel intervallo temporale di acquisizione (es. pioggia intervallo acquisizione 5 minuti il dato a frequenza è la somma in mm della pioggia registrata nei 5 minuti, temperatura intervallo acquisizione 15 minuti il dato a frequenza è il dato istantaneo registrato al 15° minuto).

Avvalendosi dei dati registrati ogni 2 secondi la stazione procede al calcolo di ulteriori dati speciali.

Per esempio nel caso della temperatura aria vengono riportati nelle 24 ore la temperatura massima e minima assolute ed i relativi orari in cui esse si sono verificate .

Di seguito si riporta il quadro complessivo dei dati speciali rilevati dalla stazione:

Codice sensore grezzo

Tipo sensore

Speciali minimo

Speciali massimo

Speciali somma

1

Temperatura aria

ore:minuti °C

ore:minuti °C

Assente

2

Livello idrometrico

ore:minuti metri

ore:min metri

Assente

3

Umidità relativa

ore:minuti %

ore:min %

Assente

4

Velocità vento

Assente

ore:min raffica m/s

vento sfilato km/g.

5

Direzione vento

Assente

Assente

Assente

6

Precipitazione

Assente

Assente

Cumulata giornaliera mm

7

Radiazione (dati speciali archiviati
solo per radiazione incidente)

Assente

ore:min = eliofania

valore = indice di serenità

W/m2 totali del giorno

8

Pressione

ore:minuti mbar

ore:min mbar

Assente

9

Temperatura suolo

Assente

Assente

Assente

10

Evaporimetro

Assente

Assente

Cumulata giornaliera mm

11

Temperatura aria

ore:minuti °C

ore: minuti °C

Assente

15

Bagnatura

Assente

Assente

% di scansioni con valore >=50

 

Anche per i dati speciali si procede alle attività di validazione ed archiviazione in quanto ritenuti significativi, poiché contengono elementi integrativi di conoscenza del fenomeno monitorato.

Codice sensore grezzo

Tipo sensore

Speciali minimo

Speciali massimo

Speciali somma

1

Temperatura aria

ore: minuti °C

ore: minuti °C

Assente

2

Livello idrometrico

ore:minuti metri

ore:minuti metri

Assente

3

Umidità relativa

ore:minuti %

ore:minuti %

Assente

4

Velocità vento

Assente

ore: minuti raffica m/s

vento sfilato km/g.

5

Direzione vento

Assente

Assente

Assente

6

Precipitazione

Assente

Assente

Cumulata giornaliera mm

7

Radiazione

(dati speciali archiviati solo
per radiazione incidente)

Assente

ore:minuti = eliofania

valore = indice di serenità

W/m2 totali del giorno

8

Pressione

ore:minuti mbar

ore:minuti mbar

Assente

9

Temperatura suolo

Assente

Assente

Assente

10

Evaporimetro

Assente

Assente

Cumulata giornaliera mm

11

Temperatura aria

ore:minuti °C

ore: minuti °C

Assente

15

Bagnatura

Assente

Assente

% di scansioni con valore >=50

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ultima modifica 07/12/2010 14:06