Una mappa giornaliera della temperatura in Italia
Si è detto come i gradi giorno siano una grandezza facilmente correlabile ai consumi di gas o di altri combustibili per il riscaldamento delle case, ma come posso calcolare i gradi giorno del mese scorso se non ho misure affidabili di temperatura?
Nelle grandi aree urbane è facile trovare una stazione meteorologica che rilevi in modo standard questo dato, ma nelle zone rurali o nei piccoli comuni di montagna?
Questo problema è molto sentito dalle società distributrici di gas o fornitori di servizi per il riscaldamento. Oggi, con la liberalizzazione del mercato del gas, è facile trovare la stessa società che fornisce i propri servizi tanto in Piemonte quanto in Sicilia.

Come possono queste società risolvere il problema del monitoraggio della temperatura in tanti punti sparsi in tutto il Paese?

Inoltre se il fornitore e il cliente richiedono, per trasparenza, che la valutazione dei gradi giorno sia fatta da una terza parte, magari un ente pubblico? >>>>>
Il problema può essere risolto usando i modelli meteorologici e le misurazioni disponibili sul territorio. Infatti un modello meteorologico ad area limitata, come quelli impiegati tutti i giorni per le previsioni fino a 2 giorni in avanti, produce una stima della temperatura dell'aria a 2 metri dal suolo, così come altre variabili atmosferiche, con un dettaglio nello spazio di pochi chilometri e con una periodicità tipica di 3 ore o meno.
Le temperature stimate sono il risultato della simulazione di tutti i principali processi atmosferici, come la radiazione solare, le nubi, l'evaporazione, ecc.. Nel mio problema non ho bisogno di una previsione ma di una buona simulazione della temperatura, pertanto, immaginando un modello che viene fatto girare una volta al giorno, potrei prendere le sue uscite per le prime 24 ore in avanti.
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Una limitazione nell'impiego delle temperature prodotte da un modello viene dall'approssimazione con cui è rappresentato il terreno nel modello, specialmente per quanto riguarda l'elevazione. Infatti prendiamo un modello meteorologico con un "passo di griglia" di 10 km, questo vuol dire che abbiamo disponibile in uscita una temperatura su ogni "box" di 10 x 10 km. Se tale box si trova in un area pianeggiante, possiamo stare sicuri che la temperatura calcolata sia abbastanza rappresentativa di tutto il box, perchè l'altezza media del box non srà molto diversa da quella reale del terreno, mentre se siamo in una zona con montagne e valli, l'altezza del box potrebbe non essere rappresentativa del terreno reale e quindi la temperatura calcolata dal modello avrebbe poco a che fare con quella del paesino sulla montagna come di quello in fondo alla valle. Da tenere presente che la temperatura in atmosfera mediamente diminuisce di 6 gradi ogni 1000 m di quota. >>>>>>

Cosa debbo fare allora per rendere più rappresentativi i valori della temperatura stimati dal mio modello?
Si può ricorrere ad una interpolazione 3D o in gergo un "downscaling", ovvero si può definire una griglia più fitta di quella del modello, ad esempio 5 km, ad ogni box della quale viene associata una corretta elevazione del terreno. Poi un algoritmo di interpolazione usa le temperature del modello in un intorno di ogni punto della nuova griglia per stimare i nuovi valori di temperatura. In questo processo bisogna però usare dei pesi che tengano conto sia della distanza orizzontale tra il punto della griglia del modello e quello della nuova griglia, sia della distanza verticale.
In questo modo due punti alla stessa quota avranno temperature più simili di quelli a quote diverse, anche se con distanze orizzontali uguali.

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Eseguito il downscaling rimane da risolvere il problema del confronto con la realtà. Ovvero quanto le simulazioni del modello anche se corrette con la quota del terreno riescono a riprodurre le temperature misurate ?
Servono alcuni punti di misura sparsi sul territorio, che sono utilizzati per calcolare le differenze (errori) tra temperatura media misurata e simulata. Questo errore viene poi interpolato su tutti i punti della griglia per correggere tutti i valori simulati.
Un vantaggio di questo metodo sta nella possibilità di poter cambiare i punti di misura disponibili anche da un giorno all'altro.
Il procedimento descritto qui a grandi linee è stato usato con successo per produrre tutti i giorni una mappa della temperatura media giornaliera su tutta l'Italia, che ha permesso di estrarre serie temporali di gradi giorno per tanti Comuni.