Le precipitazioni che cadono al suolo in forma liquida possono essere misurate con una precisione relativamente elevata. Non appena diventa nevicata, però, sorgono varie difficoltà. Per le regioni di montagna, la quantità di neve è un'informazione importante. Serve a stimare il pericolo di valanghe, per pianificare lo sgombero delle strade o per determinare le quantità di acqua di fusione che hanno una grande influenza sulla produzione di energia idroelettrica. La determinazione delle quantità di neve comporta una serie di misure come misurazioni manuali da parte di osservatori di neve umani o stazioni di misurazione completamente automatizzate, e ognuno di questi ha diversi vantaggi e svantaggi. Nelle zone esposte a forti venti, le misurazioni automatizzate delle precipitazioni e dell'altezza della neve a volte sono inaffidabili. Le misurazioni manuali vengono generalmente eseguite solo una volta al giorno. L'Istituto centrale austriaco di meteorologia e geodinamica (ZAMG) gestisce stazioni di misurazione automatizzate dell'altezza della neve in tutta l'Austria.

Negli ultimi anni, queste stazioni sono state integrate da sensori neve ottici con tecnologia laser in grado di misurare l'altezza della neve ogni dieci minuti. Combinando i dati di misurazione delle precipitazioni con misurazioni radar meteorologiche è possibile determinare la quantità totale di precipitazioni in una determinata regione. Ciò nonostante, i risultati tendono ad essere imprecisi, soprattutto in inverno. Con l'aiuto dei fondi della Gottfried and Vera Weiss Science Foundation, che è amministrato dal Fondo austriaco per la scienza FWF, l'idrologo e meteorologo di Innsbruck Kay Helfricht ha ora analizzato i dati delle stazioni di misurazione laser per l'altezza della neve per rilevare e correggere gli errori.

La neve si sistemerà

"Sappiamo che la quantità effettiva di precipitazioni è generalmente sottostimata in caso di nevicate, " spiega il ricercatore principale Helfricht. "Per questo motivo, fattori di correzione vengono utilizzati sul valore misurato in prodotti standard per determinare la distribuzione delle precipitazioni." L'errore si verifica, Per esempio, quando la neve evapora sul misuratore riscaldato o si allontana a causa dell'esposizione al vento.

Per calcolare la quantità di precipitazioni in base all'altezza della neve fresca, bisogna anche conoscere la densità della neve, che è una sfida aggiuntiva. "La densità della neve fresca può variare notevolmente. L'intervallo è prevalentemente compreso tra 50 e 150 chilogrammi per metro cubo, " afferma Helfricht. Le letture fornite dagli osservatori della neve vengono utilizzate per valutare la variazione della densità della neve fresca, ma anche questo non fornisce una precisione sufficiente, osserva Helfricht:"Le misurazioni giornaliere non sono necessariamente effettuate durante la nevicata, il che significa che la neve potrebbe essersi depositata prima della misurazione a causa del calore, il proprio peso o la radiazione solare."

Precipitazioni insufficienti nelle stazioni di misurazione

Il modo in cui gli errori nella misurazione delle precipitazioni potrebbero essere corretti è già stato studiato in studi internazionali, ma questi studi si basavano anche su singoli, stazioni di misura ben attrezzate. Kay Helfricht è andato oltre e ha esaminato sistematicamente oltre 70 stazioni meteorologiche ZAMG dotate di dispositivi di misurazione laser. È riuscito a calcolare la quantità attuale di precipitazioni dai dati di altezza della neve utilizzando i brevi intervalli di un'ora o meno tra le misurazioni. Successivamente, il meteorologo si è concentrato su stazioni che spesso danno risultati imprecisi. Helfricht si era già reso conto di questo fenomeno scrivendo la sua tesi sulla modellazione del manto nevoso in alta montagna:"Ho notato che la misurazione delle precipitazioni tende a funzionare male nelle stazioni molto esposte. Ci sono stazioni che sembrano non fornire misurazioni rappresentative dell'area circostante. ."

Helfricht spiega che la maggior parte delle misurazioni da stazioni con sottocattura sistematica può essere corretta in modo appropriato. Nel suo progetto ha dimostrato se e in che modo ciò sia possibile per ciascuna delle stazioni indagate. Questo è importante per tutte le applicazioni che utilizzano il radar meteorologico per simulare la quantità di neve fresca. Lo fanno collegando le misurazioni della riflettività nell'aria con le misurazioni delle precipitazioni al suolo. Se questi ultimi sono difettosi, l'errore viene trasferito all'intera regione. Helfricht ha collaborato strettamente con ZAMG a questo progetto. L'istituto sta utilizzando i risultati per migliorare ulteriormente la qualità delle misurazioni delle precipitazioni.