Il modello numerico di previsione meteorologica ICON
ICON è un modello numerico di previsione meteorologica e climatica. Attraverso una simulazione numerica tridimensionale fornita da supercalcolatori, il modello calcola i cambiamenti dell’atmosfera per le ore e i giorni successivi e, nel caso di simulazioni del clima, per i prossimi decenni o secoli. Modelli di questo tipo sono utilizzati sia dai servizi meteorologici nazionali come l’Ufficio federale di meteorologia e climatologia MeteoSvizzera, sia da istituti di ricerca come il Politecnico federale di Zurigo e il Laboratorio federale di prova dei materiali e di ricerca (Empa). Gli enti alla base del modello ICON (ICOsahedral Non-hydrostatic modelling framework) e i suoi attuali sviluppatori sono il Center for Climate Systems Modeling (C2SM, i cui partner sono l’Ufficio federale di meteorologia e climatologia MeteoSvizzera, il Politecnico federale di Zurigo e l’Empa), il Centro di calcolo tedesco per il clima (DKRZ), il Servizio meteorologico nazionale tedesco (DWD), l’Istituto di tecnologia di Karlsruhe (KIT) e l’Istituto Max Planck per la meteorologia (MPI-M). Tutti questi enti sottolineano il loro impegno a promuovere la ricerca scientifica in favore della società. ICON mostra quanto la collaborazione tra gli istituti di ricerca e i servizi meteorologici nazionali possa essere fruttuosa. Dalla stretta cooperazione tra questi enti scaturiscono previsioni meteorologiche e proiezioni climatiche di elevata qualità, che vanno a beneficio non solo della comunità scientifica, ma dell’intera società. La messa a disposizione del codice è un passo importante per rafforzare la fiducia nella ricerca scientifica e nelle istituzioni.
Oliver Fuhrer, responsabile della divisione Previsioni numeriche a MeteoSvizzera sottolinea che: «La disponibilità open source del modello ICON segna un momento decisivo nella ricerca in campo meteorologico. MeteoSvizzera sta attualmente testando l’impiego del modello ICON con l’obiettivo di utilizzarlo già quest’anno per l’elaborazione delle previsioni meteorologiche giornaliere.»
Inizialmente ICON è stato sviluppato congiuntamente dal DWD e dall’MPI-M quale modello di previsione meteorologica e di simulazione dell’atmosfera. Oggi è utilizzato in Svizzera e in Germania per l’elaborazione delle previsioni meteorologiche. Per quanto riguarda le ricerche sul clima, l’MPI-M ha sviluppato ulteriori moduli che consentono di utilizzare ICON per simulare in modo completamente accoppiato sia i processi atmosferici, sia quelli che avvengono nelle varie componenti del sistema Terra. Affinché le simulazioni possano essere calcolate in modo efficiente anche dai supercalcolatori più veloci al mondo, il Politecnico federale di Zurigo e MeteoSvizzera, partner del C2SM, hanno sviluppato, insieme all’MPI-M e al DKRZ, una versione di ICON che è utilizzabile con gli acceleratori grafici GPU.
L’interfaccia comunitaria ComIn appositamente sviluppata consente alle scienziate e agli scienziati di espandere il modello ICON con i propri plug-in senza dover modificare il complesso codice del modello. In tal modo non è solo promossa la flessibilità nell’ambito della ricerca, ma si sostiene anche l’innovazione all’interno della comunità scientifica. Nicolas Gruber, del Politecnico federale di Zurigo e rappresentante del C2SM in seno al Consiglio dei direttori di ICON, mette in evidenza l’importanza dell’approccio open source quale motore per la ricerca. «Il libero accesso al codice permette a noi ricercatori e ricercatrici di sviluppare molto più rapidamente i modelli e incrementa la trasparenza nella ricerca scientifica. Un aspetto, quest’ultimo, estremamente importante soprattutto nell’ambito dell’elaborazione delle proiezioni climatiche».
Poiché la versione open source contiene tutti i modelli secondari e tutte le versioni, ICON può essere utilizzato nelle più svariate risoluzioni e configurazioni per consentire l’uso di un’ampia gamma di applicazioni: dalle previsioni meteorologiche globali e regionali, alle proiezioni climatiche, fino ai cosiddetti gemelli digitali ad altissima risoluzione del sistema Terra.
Libero accesso alla scienza e all’innovazione
La messa a disposizione del codice del modello ICON con una licenza open source rappresenta un passo decisivo verso una ricerca e uno sviluppo più aperti, trasparenti, di qualità e cooperativi. Le ricercatrici e i ricercatori di tutto il mondo avranno l’opportunità di utilizzare uno dei modelli leader per le previsioni meteorologiche e le simulazioni climatiche, nonché di collaborare nell’ambito di progetti orientati al futuro. La licenza permetterà inoltre anche un uso commerciale. La pubblicazione avviene alla luce dei cambiamenti in atto nel mondo della ricerca scientifica, che incoraggiano una maggiore cooperazione e uno scambio delle conoscenze.
La messa a disposizione del codice con una licenza open source facilita l’integrazione di ICON nelle collaborazioni di ricerca internazionali e rafforza la posizione dell’Europa nel settore delle ricerche climatiche e meteorologiche. Consente altresì partenariati pubblico-privati, come ad esempio una cooperazione più efficiente con i produttori di supercalcolatori, che possono testare e migliorare il rendimento dei loro hardware applicandoli ai modelli meteorologici e climatici.