
4.2 Il secondo esperimento israeliano: ISRAEL-2 37 4.2.1 Aspetti operativi 37
CAPITOLO 1
Ovviamente molto si fa ma poco si sa, (ndr grassetto aggiunto) e il più delle volte, queste tecniche sono usate per scopi molto più utili e pacifici, come la diminuzione delle dimensioni della grandine e dell‘intensità delle grandinate, ma soprattutto, per l‘aumento della precipitazione. Lo scopo principale dell‘inseminazione artificiale delle nubi, oggetto e tema di questa tesi, rimane infatti proprio quello di aumentare o, perlomeno, favorire la formazione della precipitazione in nube.
Le nubi a cui è applicata la tecnica dell‘inseminazione sono principalmente cumuli, nubi originate da convezione in aria instabile le cui dimensioni orizzontali e verticali sono comparabili e in cui l‘estensione verticale è controllata dalla profondità dello strato instabile e dal suo grado di instabilità. Se le correnti convettive sono abbastanza veloci, allora si può formare un temporale convettivo, formato da più ―celle‖, ognuna con un suo caratteristico ciclo vitale. All‘interno di un temporale normalmente si trovano celle a diversi stadi di sviluppo ed i valori misurati della velocità dell‘updraft, della temperatura e del contenuto di acqua liquida variano anche sulla distanza di alcuni metri. La microstruttura delle nubi è controllata da fattori come: la temperatura alla base della nube, il tipo e la concentrazione dei nuclei di condensazione e ghiacciamento, la stratificazione di temperatura ed umidità e l‘ammontare della forzatura (forcing) dinamica causata dalla variazione (shear) verticale del vento e dalla convergenza a grande scala. Le tecniche più affidabili per la misurazione di questi parametri rimangono quelle eseguite direttamente nella nube tramite aerei che effettuano penetrazioni nella nube a diverse altezze. In un esperimento eseguito negli anni settanta in un cumulo nel Montana si sono misurate le principali caratteristiche della nube tramite penetrazioni trasversali e si è visto che:
– lo spettro delle goccioline si sposta verso dimensioni più elevate al crescere dell‘altezza dalla base della nube suggerendo che le goccioline in salita possono essere entrate in collisione ed essersi unite (coalescenza) per formare gocce più grandi.
Nelle nubi cumuliformi in formazione solitamente le temperature e i contenuti d‘acqua sono più bassi dei loro livelli adiabatici; questo si pensa avvenga a causa di qualche tipo di mescolamento e diluizione che ha luogo al loro interno. La spiegazione considerata più attendibile è che l‘aria, trascinata all‘interno attraverso i fianchi esterni della nube, si mescoli vicino alla sua sommità e, raffreddandosi, riscende sotto forma di downdraft penetranti che provocano questa diluizione.
Come si è visto la principale differenza fra nubi continentali e marittime sta nella diversa composizione aerosolica delle masse d‘aria sopra gli oceani e sopra i continenti. Il particolato atmosferico (aerosol) è l‘insieme delle particelle solide (polveri) o in fase mista che si trovano in sospensione nella bassa atmosfera; sono costituiti prevalentemente da particelle di sale marino, polveri (soprattutto silicati), solfati, nitrati, sostanze organiche e fumi. Le particelle che si formano per condensazione sono solitamente sferiche, le altre possono essere cristalli, fibre, agglomerati o frammenti irregolari. Per praticità sono descritte in termini di diametro sferico equivalente D, definito come il diametro di una sfera avente lo stesso volume della particella di aerosol. In base alle loro dimensioni, gli aerosol vengono classificati in tre gruppi: nuclei di Aitken: 10-3 µm < D < 0.2 µm c (concentrazione) = 104 cm -3 nuclei grandi: 0.2 µm < D < 2 µm c = 10 cm-3 nuclei giganti: D > 2 µm c = 1 cm-3 Le concentrazioni di aerosol sono altamente variabili nel tempo e nello spazio e sono più alte vicino al suolo e nelle vicinanze delle sorgenti, come città, siti industriali, incendi o vulcani attivi. In Figura 2.2 è mostrata la distribuzione dimensionale delle particelle di aerosol a seconda del tipo e della loro provenienza.
INSEMINAZIONE ARTIFICIALE DI NUBI PER L’AUMENTO DELLA PRECIPITAZIONE
L‘inseminazione artificiale di nubi convettive è una tecnica sviluppata attorno agli anni 50 che prevede la dispersione nelle nubi di varie sostanze chimiche in modo da alterare i processi microfisici all‘interno delle nubi stesse e, in questo modo, influenzare il tipo e la quantità di precipitazione.
3.1.2 Inseminazione glaciogena dinamica
CAPITOLO 4 GLI ESPERIMENTI ISRAELIANI
Fin dagli anni 60 le scoperte ed i risultati di due esperimenti israeliani di inseminazione glaciogena statica sono stati visti come le principali dimostrazioni (se non le uniche) che l‘inseminazione artificiale di nubi poteva aumentare in modo significativo la precipitazione al suolo, sotto determinate condizioni. Le due ragioni per cui questi esperimenti avevano assunto questa posizione di fondamentale rilevanza nell‘applicazione di questa tecnica erano:
1) sembravano verificare la plausibile ipotesi d‘inseminazione statica, che presupponeva che l‘aumento di particelle di ghiaccio in nubi (che ne erano naturalmente carenti) tramite inseminazione artificiale glaciogena poteva aumentare la precipitazione;
4.2 Il secondo esperimento israeliano: ISRAEL-2
4.2.4 L’esperimento operativo Israel-3 e nuove analisi
CAPITOLO 5
In questo capitolo verranno presi in rassegna i principali esperimenti svolti al di fuori dello stato israeliano. Data la loro grande quantità, verranno esaminati soltanto quelli concepiti per dare un‘evidenza statistica e fisica dell‘efficacia dei metodi di inseminazione secondo i criteri dettati dall‘AMS riportati nel terzo capitolo. Verranno considerati i risultati degli esperimenti statistici randomizzati condotti e analizzati in accordo con il loro design a priori come i più sicuri per la valutazione dell‘effetto dell‘inseminazione. Per testare la validità dei vari esperimenti verrà usato il metodo adottato da Silverman (2001, 2003). Quando in un design a priori viene specificata più di un‘ipotesi da testare o analizzare, allora il livello statistico di significatività (solitamente 0.05) verrà adattato per tener conto della molteplicità delle analisi. Verrà usato il metodo Bonferroni, che prevede di dividere egualmente il livello statistico di significatività fra tutte le analisi/ipotesi indicate. Il fallimento nel rigetto dell‘ipotesi nulla non starà ad indicare che l‘inseminazione non ha avuto effetto, semplicemente vorrà dire che le prove portate sono insufficienti per stabilire se l‘inseminazione ha agito come era stato ipotizzato. Il livello di significatività P (o valore P) convenzionalmente accettato per considerare un risultato sperimentale incoraggiante o promettente dovrebbe essere più piccolo di 0.5, valore solitamente associato come limite per il rigetto dell‘ipotesi nulla in un esperimento a priori. Data anche la grande quantità di materiale disponibile per ogni esperimento verrà riportato soltanto il metodo operativo, i principali risultati e le principali critiche. Per comodità e per poter valutare in modo migliore i risultati gli esperimenti verranno divisi in esperimenti di inseminazione glaciogena (statica e dinamica) e igroscopica
5.1.1 Spagna: l’esperimento WMO PEP
5.1.2 Italia: l’esperimento Puglia
5.2.1 L’esperimento dei Caraibi
5.2.4 L’esperimento Cubano
CAPITOLO 6 CONCLUSIONI, PROBLEMI APERTI E PROSPETTIVE OPERATIVE
Dall‘analisi dei numerosi esperimenti che si sono svolti negli ultimi cinquant‘anni e dei loro risultati si è visto che non si è ancora riusciti ad ottenere l‘evidenza statistica e fisica necessaria per stabilire la loro validità scientifica. Comunque sono stati fatti notevoli passi avanti nella comprensione delle varie tecniche e dei processi microfisici che stanno alla base dell‘inseminazione artificiale delle nubi per l‘aumento della precipitazione. Gli esperimenti israeliani, a lungo visti come la conferma della validità della tecnica d‘inseminazione statica, sono stati ―messi sotto torchio‖ e analizzati in profondità per confermare o no la legittimità della loro ‖fama‖. Interpretando rigorosamente i risultati dei due esperimenti si deve concludere che l‘inseminazione non ha accumulato la necessaria evidenza statistica per affermare che la stessa ha avuto qualche effetto sia nel nord che nel centro (o sud).
Nel 2003 il National Research Council americano pubblicò un resoconto intitolato “Critical Issues in Weather Modification Research” dove elencava una serie di problemi che dovevano ancora essere approfonditi nella tecnica di inseminazione di nubi glaciogena:
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