Durante la stagione calda, nella regione alpina si verificano regolarmente forti temporali. Spesso sono accompagnati da grandine, piogge intense e raffiche di vento fortissime. Inoltre, fulmini e alluvioni improvvise possono causare gravi danni alle proprietà e alle infrastrutture e mettere in pericolo la vita. Per ridurre i danni e proteggere la popolazione, sono quindi essenziali avvisi precisi sui temporali. Lo sviluppo dei temporali è determinato da processi dinamici e fisici che vanno dalla scala microfisica a quella sinottica. Questi processi sono ben compresi a livello concettuale, ma quando si tratta di prevedere nello specifico un temporale, la capacità dei modelli di previsione meteorologica è limitata per i seguenti motivi: In primo luogo, la complessità dei processi microfisici va al di là di quanto possa essere esplicitamente rappresentato in un modello operativo di previsione meteorologica a causa dei vincoli di tempo di calcolo. In secondo luogo, vi sono ancora incertezze nella simulazione dei processi turbolenti e microfisici. In terzo luogo, lo sviluppo dei temporali è un processo non lineare. È quindi molto sensibile a piccole incertezze nello stato dell'atmosfera, il che limita la sua prevedibilità (caos deterministico). Per questi motivi, si utilizzano i cosiddetti metodi di nowcasting per generare avvisi precisi e localizzati di temporali con tempi di previsione che vanno da pochi minuti a qualche ora.
Per creare i COALITION-4 prodotti di nowcasting, i dati radar e dei fulmini a terra, le osservazioni satellitari e le previsioni dei modelli meteorologici vengono analizzati con metodi di apprendimento automatico (intelligenza artificiale). Questi sono in grado di visualizzare processi multivariati non lineari di sistemi complessi e di prendere in considerazione un gran numero di predittori. I predittori sono informazioni su cui si basa la previsione: I dati radar forniscono informazioni sulle idrometeore (pioggia, grandine, cristalli di ghiaccio, ecc.), mentre i sensori satellitari di imaging osservano le nuvole. Il modello meteorologico calcola, ad esempio, il contenuto di vapore acqueo nell'atmosfera. Con l'aiuto dei predittori, è possibile caratterizzare lo stato attuale del temporale e dell'ambiente atmosferico e stimarne l'ulteriore sviluppo. Poiché esistono numerosi possibili predittori, è necessario effettuare una selezione che integri la nostra conoscenza dei processi dinamici e fisici sottostanti.
In questo progetto sono già state raggiunte le seguenti pietre miliari:
Il primo satellite della nuova generazione di satelliti meteorologici geostazionari europei, Meteosat Third Generation Imager 1, è stato lanciato nello spazio alla fine del 2022. Le prime consegne di dati pre-operativi sono iniziate alla fine del 2023. MTG ha a bordo sensori notevolmente migliorati e completamente nuovi che offrono opportunità senza precedenti di osservare i temporali. In COALITION-4, l'utilizzo dei dati MTG è già stato preparato negli anni precedenti:
Per ulteriori informazioni sul progetto COALITION-4, contattare Ulrich Hamann.