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Andrea Costantini

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Altezza neve in Cansiglio: da oggi due stazioni sperimentali online!

Pubblicato il 18 Gennaio 2022

Tempo stabile, ampie escursioni termiche diurne, persistente termica positiva in quota con inversione tenace sulla Piana del Cansiglio (e valori che sono scesi fino ai -24,6°C del mattino dell’8 gennaio, poco prima delle nostre operazioni in sito); in questo contesto meteorologico molto tranquillo ed apparentemente “normale” (se non fosse per gli spropositati valori di temperatura in quota, si tratterebbe di una fase tipicamente invernale, quando si rileva il minimo statistico annuale di precipitazioni), sono proseguite le installazioni per disporre di due punti di misura in tempo reale dell’altezza neve al suolo sull’area del Pian Cansiglio (affiancandosi alle stazioni Arpav di Palantina e Faverghera, nelle vicinanze, ma in contesti decisamente diversi), al fine di potenziare il monitoraggio meteorologico e disporre di dati “realtime” anche di questo ulteriore e peculiare parametro fisico.

Come già indicato nel precedente articolo (http://meteoravanel.it/progetto-cansiglio/quanta-neve-ce-in-cansiglio-per-saperlo-aspettiamo-il-2022/), i primi tentativi non avevano sortito l’effetto sperato; ulteriori studi ed approfondimenti tecnici ci hanno portati a scegliere ed implementare un nuovo sensore specifico dedicato alla misura della neve sempre mediante ultrasuoni, che ha dato subito i risultati sperati.

Ma come funziona questo sensore? il principio è semplice: viene periodicamente emesso un “treno di impulsi” ad una frequenza di 42kHz che, dopo aver percorso lo spazio tra sensore e superficie nevosa, viene rimbalzato da essa verso l’alto, dove il sensore lo rileva. Il “tempo di volo” tra invio e ricezione del “treno di impulsi” viene acquisito dall’elettronica a bordo.
Sfruttando quindi la basilare legge lineare dove spazio=tempo x velocità, e conoscendo la velocità del suono alle diverse temperature (è quindi implementata una formula correttiva che tiene conto di tale parametro), è infine possibile ottenere la reale distanza che c’è tra sensore e livello superiore del manto nevoso. Tale parametro è poi corretto sulla base dell’offset, ovvero della reale altezza rispetto allo “zero” (rappresentato dal prato).

A titolo di curiosità, la velocità del suono a 0°C è pari a 330 m/s, mentre a -10°C è di 325,4 m/s e sale a 343,4 m/s a +20°C; risulta quindi fondamentale eseguire la cosiddetta “compensazione” di temperatura per ottenere una misura più possibile corretta (anche considerando che il sensore utilizzato ha un’accuratezza dichiarata dell’1%, ampiamente sufficiente ai nostri scopi amatoriali, avendo oscillazioni giornaliere di 3-4cm).

Superata la teoria, passiamo alla pratica; grazie al sempre prezioso ed entusiasta supporto tecnico e logistico di Andrea Veronese dell’Agriturismo “Le Code”, è stato possibile implementare i due misuratori grazie alla tecnologia LoRaWAN (che, ricordiamo, sono frutto dello sviluppo di schede autocostruite dal nostro validissimo Mauro), eseguendo le necessarie tarature in campo per ottenere gli “offset” di riferimento.

Un sensore è stato posto proprio all‘Agriturismo “Le Code” (dove avevamo già precedentemente installato la stazione autocostruita dotata di trasmettitore termo-igrometrico) e l’altro presso la gelida piana de I Bech, dove è attiva dal dicembre 2020 la stazione professionale LoRaWAN DecentLab con schermo solare Barani. Al momento dell’installazione le due postazioni, distanti circa 1.5km in linea d’aria, presentavano valori di neve al suolo di circa 43cm, con variazioni locali tra 40 e 48cm dovute al vento che aveva in precedenza rimaneggiato lo strato superficiale in occasione delle precipitazioni del 5 gennaio. Tale valore è risultato quindi coerente con la misura manuale a norma eseguita presso l’Agriturismo Malga Filippon che, posto a poca distanza, ha trasmesso ad Arpa Veneto il valore di 42cm pochi giorni prima (si veda https://www.arpa.veneto.it/upload_arabba/bollettino_neve/DolomitiNeveAlSuolo.pdf)

La splendida giornata (con valori di temperatura costantemente sotto lo zero) ha permesso una rapida messa in opera sia della parte elettronica che meccanica, come sempre ottenute grazie allo spirito di ingegno di Tobia e al recupero di materiali usati ma perfettamente funzionali allo scopo. Al termine delle installazioni ci siamo rifocillati con del buon caffè caldo e una fetta di torta in casa Veronese, prima di ripartire per la pianura e lasciare che i sensori trasmettessero ogni 10 minuti il loro dato.

Che cosa è accaduto nelle ore seguenti? Beh, tutto regolare fino a sera quando… i sensori hanno iniziato a mostrare degli andamenti inizialmente inspiegabili, con oscillazione delle misure apparentemente casuali. Confrontandoci con Andrea Veronese e sulla base delle sue osservazioni ed esperienza con gli effetti del gelo sugli oggetti esposti, abbiamo successivamente verificato che, specie ai Bech dove l’umidità relativa è spesso prossima al 100% e vi è nebbia frequente, l’accrescimento rapido ed ingente dei cristalli di brina su tutte le superfici (incluso il sensore di livello) con temperature ampiamente negative crea dei disturbi al segnale fino a renderlo inutilizzabile quando la massa di ghiaccio diventa critica. Nelle prime notti di test il fenomeno si è quasi sempre verificato, scomparendo poi a metà mattinata grazie al sole ed alla fusione del ghiaccio. Tale fenomeno sarà difficilmente evitabile in condizioni di nebbia congelante (tipica degli andamenti di queste settimane), ma sono in corso di studio degli accorgimenti (come l’uso di una soluzione alcolica applicata sulla superficie, per tentare di abbassare il punto di congelamento e ridurre l’accumulo) che potranno aiutare a ridurre le “noie” al sensore, fermo restando che ci muoviamo sempre in un campo amatoriale e sperimentale e che sono del tutto accettabili limiti operativi alle misure che richiederebbero attenzioni tecniche diverse e specifiche, tipiche delle applicazioni professionali.

Un esempio di grafico comparativo tra le altezze della neve (in centimetri) rilevate dai due sensori è riportato di seguito; si notino le contenute oscillazioni delle misure e la leggera differenza di spessore tra i due punti di rilevamento.


Il dato di altezza neve attuale è stato pertanto implementato sulla mappa sinottica e sui dati delle singole stazioni, così come sui vari confronti. Si invita pertanto a considerare “in test” i dati acquisiti in queste settimane, del tutto sperimentali, con l’obiettivo di maturare esperienza concreta e migliorare il tutto in vista del prossimo inverno 🙂

Buona consultazione e… aspettiamo la prossima nevicata per il test vero e proprio!

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