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Al fine di quantificare l'entità del pericolo derivante dalla grandine, la probabilità statistica di accadimento delle dimensioni dei chicchi di grandine è presentata sotto forma di periodi di ritorno. Le mappe dei periodi di ritorno delle dimensioni della grandine giocano un ruolo importante nella prevenzione, per esempio nella protezione degli edifici. I materiali e i metodi di costruzione sono progettati per resistere a chicchi di grandine di certi diametri, per esempio 3 cm.
Pericolo di grandine
Periodi di ritorno della grandine di specifiche dimensioni
Le mappe rappresentano i valori di ritorno in funzione del periodo di ritorno T. Esse indicano la dimensione dei chicchi di grandine che, con le condizioni climatiche odierne, viene superata in una data località con una probabilità pari a 1/T all’anno.
Un periodo di ritorno spesso utilizzato è l’arco temporale dei 100 anni. Un «evento centennale», tuttavia, viene spesso interpretato erroneamente come una circostanza che si verifica esattamente (solo) «una volta ogni 100 anni». Se la dimensione della grandine determinata per un evento centennale in un dato luogo corrisponde a 4 cm, la probabilità stimata di osservare in quel luogo un chicco di grandine del diametro di 4 cm è pari ogni anno all’1%. La probabilità che una grandinata di tale portata si verifichi almeno una volta in 30 anni è comunque del 26%. Questo valore si calcola secondo i principi della teoria della probabilità: ogni anno c’è una probabilità del 99% che non si verifichi nessun evento centennale (1-1/100 = 0,99); la probabilità che in 30 anni non si verifichi un tale evento è dello 0,9930, ossia del 74%. La probabilità che una grandinata di tale entità si verifichi almeno una volta nel suddetto periodo è detta probabilità inversa ed è pari al 26%.
I valori di ritorno della grandine di specifiche dimensioni in Svizzera evidenziano, su tutti i periodi di ritorno, un’analoga distribuzione spaziale: le dimensioni massime attese dei chicchi di grandine, a parità di numero di anni, per 1 km2 (MESHS) sono maggiori nel Ticino meridionale, nella regione del Napf e nel Giura che nelle regioni alpine. Ne consegue che in questi tre hotspot grandinigeni ci si attende la caduta di chicchi delle massime dimensioni (2-3 cm) ogni due anni, mentre nelle regioni alpine dei Grigioni o del Vallese li si riscontra statisticamente soltanto una volta ogni 20 anni. Se si considerano gli eventi più rari del periodo di ritorno cinquantennale, per l’Altopiano e il Ticino meridionale si ottiene un quadro più omogeneo – in questo caso si devono prevedere diffusamente dimensioni massime dei chicchi superiori a 6 cm.
In seguito alla complessità del fenomeno meteorologico della grandine, alla brevità della serie di dati dal punto di vista climatologico, all’incertezza della misura dovuta a fattori tecnici e alle ipotesi statistiche, i valori di ritorno – in particolare di quelli lunghi – scontano una serie di incertezze situate perlopiù nell’intervallo compreso tra 0.5 e 1 cm. Le incertezze relative ai periodi di ritorno lunghi sono consistenti soprattutto nelle regioni in cui nelle serie di dati raccolte non si sono mai o solo raramente osservati episodi di grandine. A tale proposito vanno evidenziate in particolar modo le regioni di montagna. Nelle aree alpine, anche la densità urbana e demografica è di gran lunga inferiore, per cui vi sono meno dati storici, dati assicurativi o testimonianze oculari a disposizione come riferimento.
Dal chilometro quadrato al tetto di casa
La dimensione dei chicchi MESHS rappresenta la dimensione massima della grandine all’interno di un chilometro quadrato. Le aree considerate a livello pratico, tuttavia, sono in genere più piccole: un’abitazione unifamiliare, ad esempio, copre una superficie all’incirca di 100 metri quadrati, per cui è 10000 volte più piccola rispetto alla superficie di riferimento del MESHS (cfr. figura 2). Per un utente, quindi, il MESHS non è di facile applicazione.
Per poter stimare realmente la dimensione dei chicchi prendendo come scala di riferimento il tetto di un’abitazione, insieme ai partner del progetto operativi (cfr. partecipanti al progetto) si è adottata una conversione. Da MESHS si è ricavato LEHA, che sta per «Largest Expected Hail on a reference Area», in italiano «Grandine della massima dimensione prevista su una superficie di riferimento». La formula di conversione è stata definita e validata basandosi sulle segnalazioni di grandine dell’app di MeteoSvizzera e sui dati della rete di rilevamento della grandine, nonché su casi specifici di danni a cura dei partner del progetto.
La scelta della superficie di riferimento per LEHA dipende dall’uso a cui quest’ultimo è destinato. La trasformazione avviene per mezzo di un paradigma di calcolo e del diagramma LEHA (cfr. figura 3). Questo parametro così ricavato è utile soprattutto per applicazioni inerenti a danni a immobili e veicoli.
Figura 2: la figura illustra la differenza tra MESHS e LEHA. Il prodotto radar MESHS è riferito alla scala di un chilometro quadrato. La probabilità che il chicco di grandine delle massime dimensioni previste nel raggio di 1 km2 cada proprio sul tetto di un’abitazione o su un veicolo è bassa. LEHA, invece, è riferito a una superficie minore, in questo caso un tetto di un’abitazione da 100 m2. Nella figura la grandezza massima del chicco di grandine all’interno del chilometro quadrato corrisponde a un diametro di 6 cm. Per LEHA-100 si ricava dunque, in base al diagramma LEHA (figura in basso), un diametro di 3.8 cm. Nonostante da qualche parte all’interno del chilometro quadrato potrebbe cadere un chicco di grandine da 6 cm di diametro, per l’area di un’abitazione si prevede una dimensione di circa 4 cm.
Figura 3: la figura mostra un grafico schematizzato del paradigma di calcolo del LEHA. MESHS indica il diametro del chicco di grandine più grande in assoluto all’interno di un chilometro quadrato. Il grafico LEHA consente di effettuare la conversione su superfici di riferimento più piccole. LEHA-100, ad esempio, indica il chicco più grande in assoluto previsto in un’area di 100 m2. Prendendo un valore di 6 cm per il MESHS, si ottiene un LEHA-100 di 3.8 cm.