Validazione di dati GNSS-meteo con radiosondaggi: prestazioni di una nuova rete su mare per il monitoraggio atmosferico

Negli ultimi anni, l’utilizzo dei segnali provenienti dalle costellazioni di Global Navigation Satellite Systems (GNSS) si è affermato come una tecnica affidabile per la stima continua del contenuto di vapore acqueo atmosferico, attraverso la determinazione del ritardo zenitale troposferico (Zenith Tropospheric Delay, ZTD). Nell’ambito di alcuni progetti INTERREG (PROTERINA-3 Évolution, PROTERINA4Future) è stata realizzata una nuova infrastruttura GNSS-meteo per il monitoraggio integrato delle condizioni atmosferiche su mare tramite sistemi installati a bordo di una flotta di navi di linea operativa sull’alto Tirreno. Tale infrastruttura combina reti di ricevitori GNSS permanenti con stazioni meteorologiche di superficie, consentendo la generazione in tempo quasi reale di prodotti come ZTD, Integrated Water Vapor (IWV) e parametri termoigrometrici superficiali, con elevata risoluzione temporale e spaziale. Al fine di validare le prestazioni del sistema e quantificare l’accuratezza dei prodotti derivati, è stata organizzata una campagna di radiosondaggi sperimentali a basso costo presso le stazioni della rete, con il rilascio di palloni meteorologici dotati di sensori per la misura diretta dei profili verticali di temperatura, pressione e umidità relativa. Le osservazioni dei radiosondaggi, considerate lo standard di riferimento per la calibrazione e la validazione dei modelli atmosferici, sono state confrontate con le stime simultanee fornite dalla rete GNSS e dai sensori a terra. Il presente lavoro descrive da un lato le prestazioni del sistema GNSS-meteo di osservazione, il primo operativo per un lungo periodo (oltre 4 anni), dall’altro il sistema di radiosondaggio a basso costo sviluppato appositamente per la validazione. Sono stati analizzati i dati di confronto per i lanci effettuati durante differenti stagioni e con diverse condizioni atmosferiche. I risultati mostrano una buona correlazione tra i valori di IWV derivati da GNSS e quelli stimati dai radiosondaggi. Il lavoro presenta infine anche un confronto tra queste osservazioni ed i dati ottenuti da modelli di rianalisi (MERRA-2, ERA5). Questa validazione dimostra l’affidabilità di entrambi i sistemi di misura - GNSS-meteo e radiosondaggi sperimentali - ponendoli come utili strumenti da utilizzare in maniera complementare o in alternativa a sistemi di misura convenzionali.