È possibile migliorare le previsioni per una serie di eventi meteorologici gravi grazie a un metodo più completo per misurare la profondità dello strato limite terrestre, sviluppato dai ricercatori della Penn State.

Lo strato limite è lo strato di atmosfera più vicino alla Terra, a meno di un miglio dalla superficie. Poiché è lo strato che risente maggiormente del calore convettivo proveniente dalla superficie terrestre, è responsabile di improvvisi cambiamenti meteorologici come i temporali.

Lo strato limite prende il nome perché intrappola cose come l'inquinamento, smog, fumo di incendi boschivi, e altre particelle sospese nell'aria dall'innalzarsi nell'atmosfera. Come il sole riscalda la superficie della Terra, riscalda anche l'aria. Questa aria calda sale, approfondire lo strato limite.

In una ricerca pubblicata su Journal of Atmospheric and Oceanic Technology , ricercatori hanno dimostrato come 159 radar meteorologici attualmente in funzione potrebbero, in tempo reale, tracciare la profondità dello strato limite, che scorre e rifluisce costantemente. Questo è importante perché la profondità dello strato limite viene attualmente misurata due volte al giorno lanciando palloni meteorologici da circa 100 località a livello nazionale.

Oltre ad essere raccolti in tempo reale, le misurazioni radar forniscono un'analisi più completa dello strato limite inviando impulsi verticali e orizzontali per registrare se neve, pioggia o insetti sono presenti.

Le imprecisioni nella valutazione dello strato limite portano a errori significativi nelle previsioni, disse John Banghoff, studente laureato in meteorologia, Penn State. Banghoff ha affermato che tali imprecisioni stanno portando a risultati di previsione scadenti.

"Se possiamo migliorare l'accuratezza delle informazioni iniziali, che otterrà una previsione migliore in futuro, " ha detto Bhangoff. "Le stime dello strato limite sono errate di un fattore due nella maggior parte dei modelli, che è molto significativo. Se hai un errore del 200 percento nel tuo modello, non farà un ottimo lavoro".

Oltre alla modellazione del maltempo, la comprensione della profondità dello strato limite potrebbe migliorare i modelli per l'inquinamento atmosferico e la previsione degli incendi boschivi. Un rapporto del 2009 del Consiglio nazionale delle ricerche ha evidenziato i limiti del monitoraggio della profondità dello strato limite come una delle principali preoccupazioni, citando che dovrebbero essere esplorati altri metodi di monitoraggio.

I ricercatori hanno utilizzato il radar Weather Surveillance Radar-1988 Doppler (WSR-88D) nell'Oklahoma centrale per testare la capacità dei radar di valutare la profondità dello strato limite. Banghoff ha affermato che i radar offrivano una migliore risoluzione spaziale rispetto ai palloni meteorologici ed erano altrettanto precisi nel prevedere la profondità dello strato limite, sulla base dei risultati di questa ricerca. Questi metodi sono stati testati anche in otto diverse regioni del paese, in luoghi come il Minnesota a febbraio fino all'Arizona ad agosto, dimostrando l'affidabilità stagionale di questo metodo.

"Abbiamo mostrato che i palloni meteorologici, quali sono le basi, confrontare abbastanza bene con le osservazioni radar. Una volta scoperto che il radar offriva informazioni accurate, abbiamo iniziato a utilizzare i dati radar per tracciare la profondità dello strato limite durante il giorno".

I ricercatori pianificano quindi di utilizzare questi dati radar di nuova provenienza per adattarsi ai modelli, per vedere se i dati in tempo reale migliorano i modelli. Utilizzeranno più di quattro anni di dati archiviati per esplorare ulteriormente e perfezionare i modelli.

L'aria calda crea un tappo sull'atmosfera, intrappolando l'aria più fresca al di sotto. In occasione di eventi meteorologici estremi, Bangoff ha detto, l'aria di sotto si riscalderà e trafiggerà quel tappo, creando enormi cumulonembi temporaleschi.

Banghoff ha affermato che un fenomeno simile può essere osservato sulla superficie terrestre durante gli eventi di nebbia, dove goccioline di fresco, l'aria umida viene intrappolata dall'aria più calda proveniente dall'alto.

"È una cosa oscura, "Banghoff ha detto. "La gente non sa quale sia lo strato limite, ma quando lo si mette nel contesto degli incendi boschivi, dell'inquinamento atmosferico e delle previsioni di forti tempeste, allora ha molta rilevanza".