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Il modello americano GFS-FV3

Il modello GFS

GFS-FV3: tra i più famosi e blasonati modelli di simulazione atmosferica, soprattutto tra gli appassionati, noto per la molteplicità dei prodotti disponibili su internet.


Si tratta del modello dell'aviazione statunitense, creato negli anni '80, all'epoca altrimenti noto come "Aviation (AVN) and the Medium Range Forecast (MRF)".

E' in continua evoluzione grazie al lavoro dei ricercatori del NCEP (National Centers for Environmental Prediction) e i risultati stanno portando le prestazioni del GFS sempre più vicine a quelle dell'ECMWF (che per l'Europa rimane comunque in generale il migliore, è vero, ma nonostante le tasse pagate da noi europei ben poco viene messo a disposizione gratuitamente. Inoltre migliore in generale non significa migliore sempre e comunque, tant'è vero che i "denigratori"... lo consultano lo stesso.

Basato sulle classiche equazioni di conservazione della massa, del momento e dell'energia, oltre a tantissime altre, la risoluzione orizzontale del Global Forecast System con l'upgrade del 2015 era passato a T1534 Semi-Lagrangian (circa 13 km di risoluzione orizzontale) per i primi 10 giorni di forecast e circa 35 km (T574 Semi-Lagrangian) per le successive ore arrivando a +384h.

Dal 12 Giugno 2019 le cose sono di nuovo cambiate (e migliorate) e il modello GFS passa prima dalla versione 14 alla 15.1.1, dopo 3 anni di studi retrospettivi (cioè simulazioni di condizioni atmosferiche passate) e poi alla versione 16 il 22 Marzo 2021.


Dalla versione 15.1.1 di GFS utilizza il core dinamico FV3 (Finite-Volume Cubed-Sphere Dynamical Core), sviluppato dal Geophysical Fluid Dynamics Laboratory(GFDL) sotto l'ufficio di ricerca atmosferica (OAR) del NOAA. Si tratta di un algoritmo che a quanto pare commette meno errori ed è più stabile e veloce rispetto ai sistemi usati fino ad ora). Con la V16 GFS.Fv3 mantiene la risoluzione orizzontale di 13 km (alle nostre latitudini) ma passa da 64 a 127 livelli nella verticale fino a circa 80km di quota, in prossimità della mesopausa, per tutta la profondità di simulazione, cioè fino a +384h di forecast (16 giorni).

Per la parte della Fisica utilizza gli stessi algoritmi del precedente GFS, tranne per:
- La microfisica Zhao-Carr viene sostituita con la più avanzata Microfisica GFDL
- Parametrizzazione aggiornata della fotochimica dell'ozono
- Nuova parametrizzazione della fotochimica del vapore acqueo
- Sistema di evaporazione del suolo nudo revisionato
- Schema di parametrizzazione convettiva modificato per ridurre un eccessivo raffreddamento della parte superiore delle nubi.


Ma sono tanti altri i miglioramenti apportati, come anche al sistema di assimilazione dati, una fase estremamente importante e delicata che riguarda il modo in cui le misurazioni dei parametri atmosferici effettuate dalle stazioni meteo, dagli aerei, dalle navi, dai satelliti, dai radar, vengono date "in pasto" al modello stesso.

Qui si può accedere alla pagina contenente lo storico aggiornato dei vari cambiamenti del modello, sia effettuati che previsti in futuro, con ulteriori dettagli sulle varie modifiche. Questo invece è il documento dettagliato con le modifiche riguardanti la V16.

Gli output del GFS-FV3 sono forniti comunque con grigliato a 0.25° (circa 25km), 0.50°, 1° di risoluzione orizzontale e vengono effettuati i soliti 4 run al giorno (00, 06, 12, 18 UTC) con un passo di forecast di 1h e 3h. Tra gli sviluppi attesi per il futuro: aumentare la risoluzione verticale del modello; migliorare la fisica, in particolare l'interazione tra nubi e radiazione; migliorare l'assimilazione dei dati.

Nel nostro sito potete consultare anche le mappe GFS con un focus migliore sull'Italia, elaborate da noi, insieme a quelle fornite da Wetterzentrale.

Questo è il punto di riferimento per ogni informazione ufficiale sul modello GFS, con tutti gli altri dettagli dell'implementazione.

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