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Cosa significa l’introduzione di ICON per l’attività quotidiana di MeteoSvizzera?

MeteoSvizzera-Blog | 25 giugno 2024
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Ben presto per le previsioni del tempo MeteoSvizzera utilizzerà il nuovo modello meteorologico e climatico ICON. Cosa significa il passaggio a questo modello per MeteoSvizzera? Oliver Fuhrer, che con il suo team è responsabile dello sviluppo e del funzionamento dell’intero sistema, e Adrien Michel, meteorologo della centrale previsioni di Ginevra, spiegano in cosa consistono questi cambiamenti.

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In qualità di responsabile della divisione Previsioni numeriche, Oliver Fuhrer è responsabile dello sviluppo e del funzionamento del nuovo modello meteorologico e climatico ICON presso MeteoSvizzera. Secondo lui il passaggio dal modello precedente COSMO al nuovo modello potrebbe essere riassunto così: «Finora il modello funzionava grazie a mezzo milione di righe di software, mentre il nuovo software vanta due milioni di righe di codice». Per il passaggio da un sistema all’altro il suo team ha dovuto acquisire molte nuove competenze. «Conoscevamo COSMO come le nostre tasche. Abbiamo dovuto imparare a conoscere e adattare un nuovo sistema per poter fornire i nostri prodotti tagliati su misura alle esigenze dei nostri utenti», spiega Oliver Fuhrer nella sede principale di MeteoSvizzera presso l’Aeroporto di Zurigo.

Dopo una fase di prova, per circa due mesi COSMO e ICON sono ora in funzione contemporaneamente con la piena potenza di calcolo. Durante questo periodo tutte le prestazioni fornite da MeteoSvizzera saranno migrate sul nuovo modello. Presto COSMO sarà messo fuori servizio. «Rinunciare al vecchio sistema sarà un grande sollievo per noi», afferma Oliver Fuhrer.

Un modello migliore per l’orografia svizzera

Oliver Fuhrer decanta i vantaggi del nuovo modello: COSMO utilizzava le misure per effettuare i necessari calcoli in base a una griglia rettangolare, mentre ICON lavora con una griglia triangolare che riproduce meglio l’orografia della Svizzera. «Questo ci consente di simulare in modo più preciso la temperatura, l’umidità dell’aria e il vento a livello della superficie terrestre, migliorando le previsioni», spiega Fuhrer. Inoltre, grazie al cosiddetto nesting, in futuro la previsione per determinate regioni potrà essere calcolata con una risoluzione spaziale maggiore, ad esempio regione sopra la catena principale delle Alpi, lungo una valle alpina o attorno ad un aeroporto.

Un’ulteriore novità ritenuta importante da Fuhrer è il fatto che sia il codice, sia i dati del modello ICON sono disponibili in modalità open source e quindi accessibili pubblicamente. Questo incide anche sul ruolo del suo team. Finora MeteoSvizzera metteva a disposizione dati e prestazioni, mentre con ICON viene fornito anche il metodo. «In futuro potremmo offrire più prestazioni di consulenza per i clienti che utilizzano il modello o i dati del modello», spiega Oliver Fuhrer. «Questo ci consentirà di generare maggiori benefici», afferma convinto Fuhrer.

L’introduzione di ICON è, secondo Oliver Fuhrer, solo l’inizio del viaggio. Infatti il modello climatico e meteorologico sviluppato nell’ambito di una collaborazione internazionale e utilizzato dai servizi meteorologici di diversi paesi europei è in continuo sviluppo, anche in settori che per la Svizzera sono particolarmente importanti. Come esempio, Fuhrer indica lo sviluppo del sistema volto a migliorare la modellizzazione e la previsione della copertura nevosa. Quest’ultima, è una grandezza importante per la Svizzera poiché la presenza o meno di neve in un determinato luogo ha un impatto su altre grandezze come la radiazione solare e la temperatura.

Con il passaggio al modello ICON cambiano anche i partner di sviluppo. Mentre nell’ambito del consorzio COSMO MeteoSvizzera collaborava principalmente con il Politecnico federale di Zurigo e con altri servizi meteorologici nazionali, per ICON la collaborazione si è estesa ad altri istituti di ricerca come l’Istituto Max Planck per la meteorologia (MPI-M) o il Karlsruher Institute of Technology (KIT). «I servizi meteorologici danno la priorità a un funzionamento stabile e a previsioni affidabili, mentre gli istituti di ricerca mirano a soluzioni innovative e sperimentali», spiega Fuhrer. «Questo crea un processo di sviluppo interessante e creativo, che è attualmente in pieno svolgimento.»

Imparare a conoscere i limiti del nuovo modello

Cambiamo sede e andiamo nella Centrale previsioni ovest, che ha sede a Ginevra, dove vengono elaborate le previsioni meteorologiche per la Svizzera romanda. Nelle tre centrali previsioni di MeteoSvizzera le meteorologhe e i meteorologi lavorano 24 ore su 24, con compiti chiaramente cadenzati. Sia che si tratti di un servizio meteorologico per l’aviazione destinato all’aeroporto, sia della redazione delle previsioni meteorologiche per l’app di MeteoSvizzera: le decisioni sono sempre basate sui risultati dei calcoli dei modelli. Adrien Michel, che stamattina è in servizio come meteorologo, mostra il suo schermo, sul quale sono visualizzati undici diversi scenari per le precipitazioni attese sulla Svizzera. Gli undici scenari calcolati dal modello differiscono notevolmente. Alcuni prevedono pioggia, altri una giornata prevalentemente asciutta. Pioverà o no? «Il nostro compito è di descrivere e trasmettere questa incertezza in parole», afferma Michel.

Il suo lavoro quotidiano non cambia molto con il passaggio al nuovo modello. Michel lavora ancora con gli stessi strumenti. I dati su cui si basano le previsioni meteorologiche scritte e la decisione di emettere un'allerta e informare le autorità cantonali sono trattati come in passato. Tuttavia, i dati ora provengono da un altro modello, al quale le meteorologhe e i meteorologi devono ancora abituarsi. «Conosciamo i limiti del vecchio modello. Ora si tratta di imparare a conoscere meglio quelli del modello nuovo», spiega Michel.

Con un esempio illustra in che misura i due modelli si differenziano l’uno dall’altro: COSMO, ad esempio, spesso non prevedeva la nebbia alta in inverno. Michel doveva sempre tenere conto di questo suo limite e stimare la presenza o meno della nebbia alta sulla base di altre grandezze, come la presenza di un’inversione termica in quota. Il nuovo modello ICON, invece, raramente non prevede la nebbia alta, in cambio spesso sopravvaluta la sua estensione. «Nel nostro lavoro quotidiano dobbiamo imparare a pensare in modo diverso», afferma Michel.

Per diverse grandezze come le precipitazioni o il vento vengono analizzati in modo automatico i risultati del nuovo modello sull’arco di un anno o di una stagione. Nel caso delle allerte maltempo MeteoSvizzera esegue sistematicamente l’ analisi del caso, per mettere in evidenza eventuali discrepanze fra simulazioni del modello e misure reali. «Ma tutte queste analisi non possono prevedere gli errori nelle previsioni di domani», afferma Michel aggiungendo: «Dobbiamo imparare molto dall’esperienza».

Nessuna rivoluzione, ma miglioramenti

Nei test ICON ha fornito previsioni meteorologiche più affidabili di COSMO in relazione a praticamente tutte le grandezze rilevanti. Le meteorologhe e i meteorologi lo notano già? «Ho l’impressione che le previsioni dei due modelli non siano, al momento, molto diverse», afferma Adrien Michel. «La griglia triangolare e il miglioramento della risoluzione dell’orografia consentono di valutare meglio la formazione del favonio in determinate valli. Tuttavia, non sappiamo ancora come si comporta ICON quando si tratterà di prevedere situazioni meteorologiche estreme» spiega Michel. Infatti, lui e il suo team hanno lavorato con il nuovo modello solo per un anno durante la fase di prova.

Adrien Michel sottolinea inoltre che le allerte meteorologiche sono sempre frutto sia delle previsioni dei modelli, sia delle valutazioni basate sull’esperienza delle meteorologhe e dei meteorologi. Anziché una rivoluzione nelle previsioni, si può ipotizzare che ci sarà un piccolo e continuo miglioramento nel tempo, anche a seguito degli adattamenti del modello alle esigenze svizzere.

Con la messa fuori servizio di COSMO, secondo Michel l’attività quotidiana nella centrale previsioni sarà più semplice in quanto, per le loro valutazioni, le meteorologhe e i meteorologi potranno concentrarsi sui dati forniti da un solo modello regionale.