Altezza pluviometro da terra e percentuale di pioggia catturata

[Borat]

Questo topic potrebbe andare bene anche in didattica ma mi pare più appropriato qui.
Trovo in questa interessante pagina Factor 3: STATION AND INSTRUMENT EXPOSURE che la percentuale di pioggia catturata da un pluviometro in posizione rialzata rispetto a uno a terra dipende dalla sua altezza da terra, e che più un pluviometro è alto meno pioggia misura al paragone di quello a terra.

It has long been understood that the height of a rain gauge above the ground affects the measured rainfall totals. Basically, studies show that the higher the gauge orifice, the lower the reported amount (Figure 13).

Figure 13: Variation of gauge catch with height
for a given set of wind conditions as reported by Symons (1881)
(reprinted with permission from HydroLynx Systems, Inc. , 2002)

The quote below summarizes the results of an early study on this relationship:
"a rain gauge located on the top of a 30-foot tall house caught just 80 percent of the amount measured in a ground-level rain gauge. Similarly, a gauge on top of a 150 foot abbey tower caught just over 50 percent of the ground level catch."

A suo tempo ho messo il pluviometro Oregon sul tetto perché nel posto dove potrei collocarlo a terra sarebbe messo parzialmente in ombra pluviometrica da un albero e dalla casa e in autunno si riempirebbe di foglie, ma mi viene il dubbio di aver commesso un errore. Non sono molto sicuro che casa e albero mi farebbero sottostimare la pioggia del 20% come un'altezza di circa 10-11 metri.
Qualcuno sa qualcosa di questo? E' ancora considerato attuale? E, a mio avviso la principale domanda è perché succede questo? A naso, verrebbe da pensare che la pioggia per metro quadro sia la stessa a tutte le altezze e che se diminuisse al crescere dell'altezza sui tetti dovrebbe sistematicamente piovere di meno, cosa che mi pare molto controintuitiva. Non mi è chiaro da cosa dipenda.

[zione]

Qualcuno sa qualcosa di questo? E' ancora considerato attuale? E, a mio avviso la principale domanda è perché succede questo? A naso, verrebbe da pensare che la pioggia per metro quadro sia la stessa a tutte le altezze e che se diminuisse al crescere dell'altezza sui tetti dovrebbe sistematicamente piovere di meno, cosa che mi pare molto controintuitiva. Non mi è chiaro da cosa dipenda.

Ecco, "fisicamente" non riesco a capirne i motivi !

Non e' che quello a terra possa "sovrastimare" e prendersi anche qualche "cosa" di rimbalzo dal terreno, seppur magari non proprio messo "attaccato" al suolo ?

[Sabin]

Secondo me c'entra il vento, ho una mia teoria, la puoi leggere tramite la firma (soluzioni..2350)

[Controcorrente]

Sfugge anche a me il motivo per cui posizionando il pluviometro più in alto la pioggia sarebbe sottostimata

Secondo me c'entra il vento, ho una mia teoria, la puoi leggere tramite la firma (soluzioni..2350)

Ho letto il tuo "barbatrucco" per la pioggia a vento, e per me è una soluzione sbagliata come principio generale ....
In quel modo raccogli acqua con non spetterebbe al tuo pluviometro. Il fatto che l'acqua non cada verticalmente è un falso problema.
E poi come hai scelto l'altezza delle pareti verticali? Se il vento ti sottostimasse la precipitazione, allora le tue pareti, per compensare questa perdita, dovrebbero avere altezze in funzione dell'intensità del vento stesso
Pensa poi che sovrastima ti viene in caso di raffiche particolarmente intense: con quelle pareti raccogli una esagerata quantità di pioggia che non gli spetta minimamente ...
Il tuo pluviometro sottostima in caso di intense e "ventose" precipitazioni perché è come il mio, ovvero poco più che un balocco la cui meccanica è talmente scadente da non riuscire a stare sempre dietro a scatti molto frequenti
Inoltre, se fosse uno stratagemma da adottare, qualsiasi pluviometro ne sarebbe già provvisto...

[Sabin]

Come specificato nella descrizione, il pluviometro automatico per me è un accessorio utile per compilare l'istory.dat.
Se il pluvio automatico mi conferma la raccolta del pluvio manuale OK,
altrimenti correggo l'istory.
E con questa soluzione, è da diversi mesi che non faccio correzioni,
rispetto alla foto, ho spuntato gli angoli dei lamierini, riducendo di circa il 15% la superficie.
Qualcuno mi ha detto: Ma la pioggia deve comunque cadere a terra. Non credo, allora perchè le pareti verticali (muri, alberi) si bagnano quando c'è il vento?

Quest'argomento non è facile da trattare.
A questa domanda come si potrebbe rispondere?
Se la pioggia arrivasse completamente orizzontale, il pluviometro quanta pioggia raccoglierebbe?
Se segnasse 0 o poco più, dobbiamo dire che non ha piovuto?

[Borat]

Osservo un altro particolare, che se fosse vera quella cosa, dovremmo aspettarci una qualche miracolosa materializzazione a basse altezze di acqua che a maggiori altezze non c'era. Non voglio alimentare una credenza troppo cieca e dogmatica nella fisica, ma la cosa appunto fisicamente non mi pare molto chiara. Forse non saranno leggi come ce le vendono, ma almeno trend empirici molto sistematici sì. Da dove viene l'acqua che viene raccolta dai pluviometri a 10 piedi ma non da quelli a 30 piedi?

La principale spiegazione che mi viene in mente è che alzandosi la velocità del vento aumenta e appunto scende più inclinata scappando di più ai pluviometri. Solo che questo continua a non essere soddisfacente, perché se da una parte ne passa di meno dall'altra ne deve passare di più; nel bilancio totale l'acqua che passa da un'altezza maggiore a una minore fino a toccare il suolo quella è. Se no la prossima volta che ne ho piene le scatole di pioggia, mi arrampico in cima a un albero, lì piove meno e magari c'è anche il sole.

Va da sé ogni considerazione, tanto per cambiare, per le stazioni su tetto. Oltre a sfigare le rilevazioni della temperatura, pare che disgrazino anche quelle della pioggia. Si spera che almeno vadano mediamente meglio per il vento. Credo di sì. Almeno quello.

[zione]

La principale spiegazione che mi viene in mente è che alzandosi la velocità del vento aumenta e appunto scende più inclinata scappando di più ai pluviometri. Solo che questo continua a non essere soddisfacente, perché se da una parte ne passa di meno dall'altra ne deve passare di più; nel bilancio totale l'acqua che passa da un'altezza maggiore a una minore fino a toccare il suolo quella è.

Si, quella del vento potrebbe essere la spiegazione piu' plausibile ma, in questo caso, bisognerebbe considerare anche l'ampiezza dell'imbuto del pluvio ultilizzato !

Infatti se il pluvio ha un imbuto diciamo piuttosto piccolo (sia come diametro ma, soprattutto, come profondita' !) probabilmente rischiera' di "perdere" piu' pioggia in caso di fenomeni ben ventati rispetto ad un altro piu' ampio e profondo, ove appunto le gocce non "rimbalzerebbero" in parte fuori dallo stesso.

Ovvio che in basso, a parita' di pluviometro (anche "piccolo", appunto) si avra' forse una maggior "raccolta" della pioggia, visto che in prossimita' del suolo e' ipotizzabile una minor incidenza del vento.

Peraltro questa cosa l'avevo in parte gia' verificata anche io stesso quando avevo affiancato, per un paio di mesi, il nuovo pluviometro della stazione De Agostini (ha un diametro di oltre 15 cm. ma, soprattutto, ha un imbuto aggiuntivo che e' profondo quasi una trentina di cm. !) con il mio vecchio WS 7038 (lacrosse, diametro piu' piccolo ma soprattutto poco profondo !): con prp deboli seppur continue i due pluviometri andavano di pari passo, totalizzando alla fine accumuli pressoche' identici, mentre con prp piu' intense e accompagnate anche dal vento ecco che il pluvio della DeA, alla fine, totalizzava accumuli maggiori (a volte nell'ordine anche di un 10% circa !).

[Controcorrente]

Come specificato nella descrizione, il pluviometro automatico per me è un accessorio utile per compilare l'istory.dat.
Se il pluvio automatico mi conferma la raccolta del pluvio manuale OK,
altrimenti correggo l'istory.
E con questa soluzione, è da diversi mesi che non faccio correzioni,
rispetto alla foto, ho spuntato gli angoli dei lamierini, riducendo di circa il 15% la superficie.
Qualcuno mi ha detto: Ma la pioggia deve comunque cadere a terra. Non credo, allora perchè le pareti verticali (muri, alberi) si bagnano quando c'è il vento?

Quest'argomento non è facile da trattare.
A questa domanda come si potrebbe rispondere?
Se la pioggia arrivasse completamente orizzontale, il pluviometro quanta pioggia raccoglierebbe?
Se segnasse 0 o poco più, dobbiamo dire che non ha piovuto?

La risposta che ti è stata data è corretta.
Ti stai intortando su dei paradossi. Se la pioggia cadesse orizzontalmente significa che non cade a terra e quindi giustamente il pluvio ti segna zero.
Quando tira vento semplicemente ti cade pioggia che non è stata generata da una una nube che sta sopra la tua verticale .... e allora? Qual è il problema?
A te mica interessa!
A te interessa misurare ciò che giunge sul tuo sito di misura, indipendentemente da dove questa pioggia è stata generata.
La cosa che più dovrebbe farti riflettere è che:
1) la scelta delle altezze delle pareti è totalmente aleatoria, ovvero il contributo di pioggia in più che inserisci non è figlio di un ragionamento scientifico
2) hai mai visto pluviometri con simili soluzioni?

[Sabin]

Io ho un pluviometro [rettangolare], e con il vento che attraversa il lato corto ho sottostime,
dato che verifico con il pluviometro manuale (rotondo).

E se la pioggia passa sopra la mia testa, ci sarà una collina o un muro che la prende.
Comunque, io ho migliorato l'affidabilità sulle misurazioni del mio pluviometro.

Allego disegno SketchUp

[bio]

La risposta che ti è stata data è corretta.
Ti stai intortando su dei paradossi. Se la pioggia cadesse orizzontalmente significa che non cade a terra e quindi giustamente il pluvio ti segna zero.
Quando tira vento semplicemente ti cade pioggia che non è stata generata da una una nube che sta sopra la tua verticale .... e allora? Qual è il problema?
A te mica interessa!
A te interessa misurare ciò che giunge sul tuo sito di misura, indipendentemente da dove questa pioggia è stata generata.
La cosa che più dovrebbe farti riflettere è che:
1) la scelta delle altezze delle pareti è totalmente aleatoria, ovvero il contributo di pioggia in più che inserisci non è figlio di un ragionamento scientifico
2) hai mai visto pluviometri con simili soluzioni?

Stai andando troppo... contro corrente

Il tuo ragionamento sarebbe corretto in un altra realtà fisica nella quale il pluviometro non fosse dotato di una sagoma d'ingombro, ovvero fosse una sorta di oggetto magico "trasparente" al flusso d'aria.
Insomma hai tralasciato nel tuo ragionamento il fatto che la sagoma d'ingombro del pluviometro rappresenti un ostacolo che altera sensibilmente l'andamento dei filetti di flusso dell'aria (e quindi anche quella delle gocce di pioggia in caduta) nel caso che la traiettoria di caduta non sia perfettamente verticale.
L'alterazione delle traiettorie di flusso determina un'accelerazione orizzontale e l'aggiunta di una sotto-spinta sulle gocce nella zona al di sopra della bocca del pluviometro, accelerazione e sotto-spinta tanto più intense quanto maggiore è la componente orizzontale della velocità.
Hai presente l'effetto Venturi?
L'effetto finale è che parte delle gocce che avrebbero dovuto essere intercettate dalla bocca del pluvio invece se ne scappano al di la del bordo sotto-vento della bocca.
Da qui l'inevitabile sottostima di misurazione dovuta al vento. Nessun pluviometro scappa a questa legge!
Esistono pluviometri super-professionali dotati di correttori di flusso capaci di attenuare la sottostima.

Edit: ovviamente è possibile correggere a posteriori l'errore, misurando la velocità del vento alla bocca del pluviometro e mettendo a punto un modello teorico-sperimentale del fenomeno.