PLUVIOMETRI: DOMANDA DA UN MILIONE DI DOLLARI

[MrPippoTN]

Nel mondo dei meteoappassionati circolano un po' di leggende metropolitane. Una di queste è riassunta nel seguente dialogo:

Alfredo: Quando piove, se c'è molto vento, il pluviometro manuale - avendo una bocca più stretta rispetto al pluviometro Davis - tende a sottostimare perchè raccoglie meno gocce d'acqua.

Saverio: No: anche con molto vento, cambia solo l'inclinazione di caduta, ma l'acqua è la stessa. Il manuale non sbaglia...

Alfredo: Falso: piu la bocca del pluviometro è piccola, piu la percentuale di errore - dovuto alla geometria dello strumento - aumenta, manuale o no che sia.

Saverio: Ma scusa, io sapevo che se metto sul poggiolo dei bicchieri di forma diversa, alla fine di una giornata di pioggia il livello dell'acqua piovana raccolta da tutti loro era lo stesso.

QUINDI? Chi ha ragione, Alfredo o Saverio? E perchè?
Chi risponde correttamente vince un pluviometro manuale.

[MrPippoTN]

Per la cronaca...

PLUVIOMETRO MANUALE:



PLUVIOMETRO DAVIS:

[Dany79snow]

Mi documento

[MrPippoTN]

Io, rispondendo al quiz, mi schiero dalla parte di Saverio. Ma non sono sicuro di aver ragione, anzi.

Attendo lumi, possibilmente documentati.

[Dany79snow]

Mi sono documentato meglio non importano le dimensioni .... infondo è tutto matematica..

Misurare esattamente il diametro del pluvio e fare la metà per ottenere il raggio
Calcolare la superficie in cm quadrati così r^2*3.14
Calcolo del FATTORE PLUVIOMETRICO..10.000 diviso la superficie in cm quadrati
Ora bisogna calcolare i mm di pioggia caduti così ... VOLUME PIOGGIA CADUTA IN LITRI  per FATTORE

il resto è solo leggenda da metropolitana,daltronde anche il mio pluvio davis che è quasi 1/3 dell'Oergon Oscar (26cm)..danno sempre risultati pressoche uguali..

[korn]

secondo me il punto fondamentale è questo
partendo dal presupposto che i due pluviometri siano messi in condizioni simili quindi anche a livello perfettamente orizzontali e che le bascule nei pluvio a scatto siano tarate perfettamente, più l'area di raccolta è grande e minore sarà l'errore causato dalla regione di confine-circonferenza del pluviometro, arrotondamento di 1mm o 2 negli imbuti e pluvio manuali o minore nei pluvio davis poco sotto il mm di curvatura ma punto più importante è la pioggia che fuoriesce dal pluviometro dalle superfici interne dello stesso dopo l'impatto, meno sono inclinate e basse e maggiore sarà la probabilità con pioggia non accumulata e il tutto proporzionalmente alla superficie del pluviometro
a questo aveva ovviato sulla deagostini gio tesauro http://www.google.it/imgres?imgurl=http://media02-ak.vivastreet.com/classifieds/5d/8/24757595/large/1.jpg%3Fdt%3D8b112734605fe6bfe3ef7f0ada2355fe&imgrefurl=http://usato-computer.vivastreet.virgilio.it/usato-computer-informatica%2Bsan-giovanni-la-punta/vendo-stazione-meteo-professionale-de-agostini/24757595&usg=__WtE42gsDz5ov-8ld_lyw93HxHGY=&h=693&w=472&sz=105&hl=it&start=0&zoom=1&tbnid=YRyj3mw7wC9v1M:&tbnh=147&tbnw=117&prev=/images%3Fq%3Dpluviometro%2Bdeagostini%26um%3D1%26hl%3Dit%26sa%3DN%26biw%3D1440%26bih%3D785%26tbs%3Disch:1&um=1&itbs=1&iact=rc&dur=302&ei=dzSiTPiAG5aQ4gbu7pGNBA&oei=dzSiTPiAG5aQ4gbu7pGNBA&esq=1&page=1&ndsp=28&ved=1t:429,r:0,s:0&tx=69&ty=107

Alfredo: Falso: piu la bocca del pluviometro è piccola, piu la percentuale di errore - dovuto alla geometria dello strumento - aumenta, manuale o no che sia.

[Dany79snow]

Allora stò manuale ...dove è?!!!!!!1

[MrPippoTN]

Allora stò manuale ...dove è?!!!!!!1

Ma sbaglio o tu e Oscar avete detto esattamente il contrario? Io non ho ancora capito chi ha ragione. Avete trovato per caso siti o libri che spiegano sta cosa? Vorrei link e/o allegati...

[korn]

beh ma son corretti entrambi i ragionamenti secondo me, dany forse ha sbagliato nel dire che i pluvio davis son corretti quanto i pluvio con diametri maggiori senza specificare che la sua precisione e la taratura sono doti rare
quanto alla discussione iniziale tra i due ipotetici personaggi

Alfredo: Quando piove, se c'è molto vento, il pluviometro manuale - avendo una bocca più stretta rispetto al pluviometro Davis - tende a sottostimare perchè raccoglie meno gocce d'acqua. in parte vero aumentando l'errore con il diametro minore del pluvio manuale dovuto ad errori di pioggia sul limite del bordo e dell'inclinazione delle pareti interne del manuale

Saverio: No: anche con molto vento, cambia solo l'inclinazione di caduta, ma l'acqua è la stessa. Il manuale non sbaglia... in teoria è vero in pratica segue il punto sopra

Alfredo: Falso: piu la bocca del pluviometro è piccola, piu la percentuale di errore - dovuto alla geometria dello strumento - aumenta, manuale o no che sia.  verità sacrosanta

Saverio: Ma scusa, io sapevo che se metto sul poggiolo dei bicchieri di forma diversa, alla fine di una giornata di pioggia il livello dell'acqua piovana raccolta da tutti loro era lo stesso. in teoria si in pratica con pioggia non verticale una parte proporzionalmente maggiore uscirà dal pluvio con geometria differente dal ideale cilindrica

[MrPippoTN]

Oscar, ma come fai a dire...

beh ma son corretti entrambi i ragionamenti secondo me

O ha ragione Alfredo, o Saverio!!! Guarda che tu e Dany dite due cose diverse:

Mi sono documentato meglio non importano le dimensioni .... infondo è tutto matematica..

[...]

il resto è solo leggenda da metropolitana,daltronde anche il mio pluvio davis che è quasi 1/3 dell'Oergon Oscar (26cm)..danno sempre risultati pressoche uguali..

E questa è la teoria che sposo anch'io, per inciso. Tu invece dici:

Piu la bocca del pluviometro è piccola, piu la percentuale di errore - dovuto alla geometria dello strumento - aumenta, manuale o no che sia.  verità sacrosanta

Ragazzi, la questione è annosa, dobbiamo risolverla e metterci d'accordo una volta per tutte!

[korn]

guarda pippo che il dany ha scritto correttamente il calcolo matematico x l'altezza in mm di pioggia caduta (litri al metro quadrato= mm di altezza) senza però tener conto che ogni pluviometro è progettato differentemente l'uno dal altro e quindi dare risultati differenti, come esistono vari tipi di pluviometro manuale così ne esistono altri a bascula senza considerare quelli a ultrasuoni
quanto poi sul discorso tra alfredo e saverio non sono in contrapposizione totale anche se alfredo è quello che ha più ragione

[Dany79snow]

effettivamente Pippo io non avevo tenuto conto del fattore inclinazione,concordo anch'io sul fatto che in caso di pioggia"orrizzontale",più il pluvio sia di dimensioni maggiori più sarà efficente,anche se si parla sempre di poca cosa.... sarebbe interessante l'opinione (e i risultati dei test dell'Ivano),con il suo pluvio da 1mq!!

[MrPippoTN]

Secondo me che piova in verticale o in diagonale non cambia nulla, perché in teoria la pioggia che finisce nel pluviometro sempre quella è, con o senza vento. Voglio dire: dietro ad ogni goccia che esce dalla traiettoria del pluviometro a causa di una raffica di vento, statisticamente ce ne dovrebbe essere un'altra che la rimpiazza per la stessa ragione (basta immaginare che in assenza di vento questa seconda goccia sarebbe caduta fuori, ma proprio grazie ad esso la sua traiettoria viene deviata facendole sostituire quella che finisce fuori dall'imbuto, cosicché all'interno del pluviometro cade comunque la stessa quantità di pioggia).

Insomma io reputo che ogni pluviometro, a prescindere dalla propria forma e grandezza, SE A NORMA, dovrebbe misurare la stessa quantità di mm di pioggia in qualsiasi condizione (altrimenti non è a norma). Se le cose non stanno così, vorrei che riusciste a convincermi del contrario attraverso link o allegati attendibili, grazie.

[MrPippoTN]

In pratica secondo me ha ragione Saverio. Poi magari sbaglio, eh...

[ross]

allora, ho dato un'occhiata veloce in giro. La questione della sottostima dei pluviometri dovuta al vento e' cosa ben nota in letteratura e la gente prova a trovare modi di compensare. Tuttavia non ho trovato molto sulle differenze tra pluviometri di diverso diametro.

Nel caso ideale (rain rate costante, angolo di caduta della pioggia fisso, distribuzione areale uniforma della pioggia) direi che Saverio ha ragione: non vedo motivi perche' due pluviometri debbano misurare cose diverse.

La cosa invece si complica se ci spostiamo al caso rale dove il vento crea turbolenza quando passa sopra la bocca del pluvio e modifica la traiettoria delle gocce. A questo punto non credo sia facile fare ragionamenti semplici su qualcosa di non lineare come traiettorie di gocce modificate dalla turbolenza. In questo paper ci hanno provato con simulazione al computer e hanno ottenuto risultati simili ad osservazioni (http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=9984433).

Il paper va nel dettaglio dei conti (che non mi sono letto), ma riporto un paio di conclusioni e allego dei grafici che sono carini. Hanno "testato" (modello che simula la turbolenza attorno ad un contenitore) 3 pluviometri (prima fig in allegato).

La terza fig in allegato mostra l'errore di misura (asse y) in funzione del rain rate (x) per 2 velocità del vento (1m/s e 3m/s). Ad es, per rain rate 4mm/h, vento 1m/s e k=1 il pluvio ASTA ha un errore dell'1%, per 3m/s del 2.5%. Il parametro k indica pioggia da stau (k=-1) e da temporale (k=1) (in pratica cambia la distribuzione dimensionale delle gocce, più grosse in media per temporale ed errori più contenuti)

1) indipendentemente dal tipo di pluviometro, l'errore di misura aumenta al crescere della velocità d vento
2) a parità di velocità del vento, per rain rate bassi, l'errore è maggiore (la spiegazione è che rain rate bassi nella simulazione corrispondono a gocce mediamente più piccole che sono più influenzate dalle deviazioni dovute alla turbolenza)
3) in quell'esperimento il pluviometro con diametro inferiore ha errori inferiori a quelli con diametri maggiori (per velocità del vento sui 3m/s e rain rate di 1mm/h, il pluvio col diametro inferiore ha un errore del 3.6%, gli altri due del 4.6% e 5.3%) probabilmente per minore modifica delle traiettorie delle gocce (un esempio della traiettoria modificata dala turbolenza è nella 3 fig allegata. Le linee tratteggiate mostrano la traiettoria imperturbata)

Mi sento di dire che nel caso reale è Alfredo ad aver in parte ragione (i due pluvio misurano in maniera un po' diversa), ma sinceramente non so se l'esempio della simulazione sia applicabile in generale (minori errori con pluvio di diametro inferiore)....